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Montage pour la mise en charge d'une génératrice électrique.
En général, les machines électriques qui ne sont mises en charge que pendant un laps de temps relativement court sont déterminées de manière que leur charge ordinaire corresponde à peu près à leur capacité maximum, surtout s'il s'agit d'assurer un poids minimum, comme dans le cas des dynamos destinées à l'alimentation d'installations portatives, par exemple d'installations à rayons - X.
Pour alimenter les installations à rayons-X portati- ves en l'absence d'un réseau de distribution électrique, on utilise parfois une dynamo actionnée par un moteur à combus- tion. Dans ce cas, on réunit le moteur et la. dynamo en un seul groupe portatif et comme il suffit que cette dynamo four-
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nisse du courant pendant quelques moments, il est possible d'utiliser un groupe moto-générateur peu susceptible de sur- charge et par suite léger.
Le faible excédent d'énergie dont on dispose et la construction légère entraînent des pertes relativement grandes, et un nombre de révolutions dépendant beaucoup de la charge. Ce dernier phénomène peut être combattu par le régulateur du moteur, mais ne peut pas être supprimé en- tièrement.
Il s'ensuit qu'au moment de la mise en circuit de la dynamo la tension baisse et qu'une nouvelle baisse survient à la suite du décroissement du nombre de révolu- tions dû à la charge. Si l'on veut donc conserver une ten- sion suffisante pour le régime d'équilibre qui se produit finalement, il faudra commencer avec une tension trop éle- vée à moins qu'on n'utilise des régulateurs rapides qui, cependant, sont toujours plus ou moins compliqués et con- viennent moins bien pour les petites installations.
La variation de la tension influence fâcheusement la production des rayons-X. En effet, l'intensité de ces rayons dépend fortement de la tension existant entre les électrodes et diminue sensiblement par suite de la chute du potentiel.
L'invention a pour objet un montage particulière- ment avantageux qui convient pour une installation à rayons X dudit genre, mais qui n'y est pas autrement limité. Ce montage permet de mettre en charge une génératrice sans que la tension en charge soit modifiée dans une mesure appré- ciable.
Dans ce montage, avant de mettre en circuit la charge normale, on met en série avec la génératrice une charge auxiliaire que l'on remplace par la charge normale en une ou plusieursétapes.
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On peut réaliser ce montage d'une manière très simple en utilisant comme charge auxiliaire une résistance de fermeture pour la charge normale. Ceci permet non seule- ment d'économiser une résistance spéciale, mais en même temps de simplifier sensiblement le montage. En effet, on peut arriver à ce résultat en montant en série la charge auxiliaire et la charge normale mise en court-circuit et en interrompant ensuite ce court-circuit puis, ceci fait., en mettant en court-circuit la charge auxiliaire.
Dans ce cas, il est souvent avantageux que la char- ge auxiliaire présente une résistance moins grande que la charge normale. En effet, dans ce cas, durant la période comprise entre l'interruption d'un des court-circuits et l'établissement de l'autre, au cours de laquelle la charge est donc inférieure à la charge initiale, le moteur peut accélérer sa vitesse et son nombre de révolutions n'a pas besoin de diminuer ensuite de nouveau. Si l'on choisit ju- dicieusement la durée de cette période intermédiaire en te- nant compte de la résistance de fermeture utilisée, on ob- tient un passage très souple d'une charge à l'autre.
De préférence, une installation électrique dans laquelle on utilise le montage ci-dessus indiqué comporte un dispositif permettant d'effectuer automatiquement le réglage d'une ou plusieurs étapes.
Dans un mode de réalisation convenable d'une ins- tallation de ce genre, l'induit d'une dynamo porte un en- roulement à courant continu et un enroulement à courant al- ternatif et on utilise comme charge auxiliaire une résistance intercalaire de l'enroulement d'excitation. On peut réaliser le montage d'une manière très simple, si dans cette instal- lation l'enroulement à courant continu et l'enroulement à courant alternatif sont reliés chacun par un pôle à l'une des
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extrémités d'une résistance (charge auxiliaire) et à un con- ducteur d'amenée de courant, et si l'installation comporte en outre un conducteur d'amenée de courant auquel le pôle libre de l'enroulement à courant continu est relié par l'intermédiaire de l'enroulement d'excitation,
et enfin des conducteurs d'amenée de courant pour le pôle libre de l'en- roulement à courant alternatif et pour l'extrémité libre de la résistance. La charge normale peut être connectée aux deux derniers conducteurs. Le conducteur d'amenée de courant qui aboutit à l'extrémité libre de la résistance peut être relié aux autres conducteurs par des commutateurs couplés mécaniquement ou non l'un avec l'autre.
Lorsqu'on utilise le montage faisant l'objet de l'invention pour une installation à rayons-X dont le trans- formateur est alimenté par une génératrice, il y a avantage à ce que la durée de la prise radiographique soit réglée par un commutateur automatique à temps muni d'un dispositif de contact destiné à faire passer le courant dans le circuit de la charge auxiliaire,,-par exemple par fermeture du circuit d'excitation de la génératrice, et qu'on ferme en amenant le dispositif de réglage à temps hors de sa position de re- pos.
Un commutateur de ce genre comporte en général un dispositif d'arrêt par lequel un mécanisme de réglage de la durée de la prise de vue radiographique est déclanché. On peut relier à ce dispositif d'arrêt un dispositif de contact au moyen auquel on remplace la charge auxiliaire par la charge normale (en l'espèce le transformateur qui alimente le tube à rayons-X) montée en série avec une résistance de fermeture, ce remplacement ayant lieu en supprimant le blo- cage de la minuterie. On peut obtenir ce résultat d'une ma-
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nière très simple en faisant en sorte que le transformateur soit court-circuité par le dispositif d'arrêt.
Dans ce dernier cas, la charge auxiliaire fait of- fice de résistance de fermeture et celle-ci peut être court- circuitée par le même commutateur. Dans ce but, ce commuta- teur comporte encore un dispositif de contact qui se ferme après que le mécanisme à fonctionné pendant un laps de temps déterminé. De préférence, on choisira ce laps de temps de manière que par suite de l'affaiblissement momentané de la charge qui est dû au fait que le transformateur et la résis- tance ont été mis en série, le nombre de révolutions du mo- teur augmente suffisamment pour atteindre exactement le nombre de révolutions du régime de charge normal.
Pendant cette période intermédiaire relativement courte durant laquelle la tension du tube est assez basse par suite de la présence de la résistance intercalaire pour que pratiquement aucun rayon X ne soit émis, la cathode à incandescence du tube à rayons-X peut atteindre la tempéra- ture requise, de sorte que le tube est immédiatement capable de laisser passer du courant aussitôt que tout la tension dont on dispose s'applique entre les électrodes.
Cependant, dans cet ordre d'idées, il est important que la graduation de l'échelle de réglage du temps commence à une distance du point neutre véritable qui correspond à la durée de la période intermédiaire.
Pour éviter un échauffement excessif de la dynamo par suite des pertes à vide, le commutateur peut être établi de manière que lors du retour de la minuterie à sa position de repos, l'excitation de la génératrice soit coupée, ce qui est particulièrement simple ei l'on fait s'écouler le courant de la charge auxiliaire en fermant le circuit d'exci- tatio
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La description faite ci-après avec référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée.
Les figures 1 et 2 sont des schémas de couplage montrant quelques exemples du montage faisant l'objet de l'invention.
La figure 3 représente schématiquement une instal- lation électrique comportant un groupe moto-générateur, un transformateur destiné à l'alimentation d'un tube à rayons-X et un commutateur automatique.
La figure 4 montre un diagramme sur lequel le nom- bre de révolutions du groupe moto-générateur est représenté en fonction du temps, avec application de l'invention.
La figure 1 montre le montage sous une forme très simple. Une dynamo 1 réalisée sous la forme d'une commuta- trice peut être reliée, au moyen d'un inverseur 4, au trans- formateur (charge normale) 2 ou à la résistance 3. Le cir- cuit à courant continu est fermé à travers l'enroulement d'excitation 6 et une résistance de réglage 5.
En série avec le transformateur est montée une ré- sistance de fermeture 7 dont les extrémités peuvent, cepen- dant, être reliées par un interrupteur 8.
Ce montage fonctionne comme suit: On commence à charger la dynamo par la mise en circuit du champ, l'inver- seur 4 étant alors relié à la charge auxiliaire 3. Le nombre de révolutions diminue et, éventuellement sous l'action du régulateur, si celui-ci ne règle pas très vite, il augmentera ensuite jusqu'à ce qu'un régime d'équilibre soit atteint. On place ensuite l'inverseur 4 sur le transformateur 2 qui se trouve mis en série avec sa résistance intercalaire 7. Par suite, la charge diminue, et le nombre de révolutions augmente.
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Bientôt après, on ferme l'interrupteur 8. Par suite, la charge augmente de'nouveau, mais si la charge auxiliaire à été plus forte que n'est maintenant la charge normale, on pourra choisir le moment du court-circuit de la résistance 7 de manière à intercepter pour ainsi dire l'accroissement du nombre de révolutions et à passer sans interruption per- ceptible au régime normal.
Une courbe représentant le nombre de révolutions en fonction du temps est montrée sur la figure 4. Dans la par- tie comprise entre 0 et to , la génératrice n'est pas en charge. Au moment to, le circuit de la charge auxiliaire est fermé. Le nombre de révolutions diminue, prend la valeur minimum ni mais croît de nouveau par l'effet du régulateur jusqu'à la valeur d'équilibre m2 Par suite du renversement de l'inverseur 4 de la figure 1 au moment t2, il se produit un nouvel accroissement qui, cependant, par suite de la fer- meture de l'interrupteur 8 en temps voulu,
est intercepté au moment t et il s'ensuit que la charge normale s'établit sans que le nombre de révolutions diffère sensiblement de la valeur normale n3
La figure 2 est un schéma de montage montrant com- ment ce montage peut être réalisé d'une manière simple au moyen d'un nombre minimum de fils de raccordement. Dans ce cas, l'induit de la génératrice comporte un enroulement à courant alternatif et un enroulement à courant continu. Ce dernier peut servir pour l'excitation et être destiné à une tension inférieure, ce qui est plus avantageux au point de vue de l'agencement. Les deux enroulements sont reliés à une extrémité de la résistance 9 qui constitue la charge auxiliai- re. Un conducteur d'amenée de courant 10 relie ce point de raccordement au commutateur multiple 17.
Aux contacts de ce commutateur aboutissent en outre le conducteur 11 qui est re- lié, par l'intermédiaire de l'enroulement d'excitation, à
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l'autre borne à courant continu de la dynamo, le conducteur 13 qui aboutit à l'autre borne de l'enroulement à courant alternatif et enfin le conducteur 12 qui est relié à l'autre extrémité de la résistance 9 et, par un conducteur 16, à une seule borne du transformateur 14, (charge normale). La se- conde borne du transformateur est reliée au conducteur 13 par l'intermédiaire d'un conducteur 15.
Les conducteurs 10, 11, 12 et 13 peuvent former ensemble un seul cable de raccordement qui va de la géné- ratrice à un commutateur 17. De même, les conducteurs 15 et 16 peuvent être un cordon reliant le transformateur à la génératrice.
On peut voir ce raccordement sur la figure 3. Un groupe moto-générateur est formé par un moteur à essence 18 et par une génératrice électrique 19. L'appareil comporte un dispositif 20 destiné à faire démarrer le moteur et en outre un régulateur 21, tandis que 22 désigne un conduit d'échappement pour les gaz de combustion et 23 désigne un réservoir d'essence.
Le courant de la génératrice passe à un transfor- mateur 24 par un cordon 25 renfermant les conducteurs 15 et 16 de la figure 2. Un autre cordon 26 formé par les quatre conducteurs la, 11, 12 et 13 de la figure 2 aboutit à une minuterie 27 dans laquelle les divers raccordements suscep- tibles d'être réalisés par le commutateur multiple 17 de la figure 2 peuvent être établis.
L'agencement mécanique de la minuterie ne demande pas d'explication parce qu'il ne peut offrir aucune difficul- té particulière aux fabricants d'instruments de ce genre.
L'instrument renferme un mouvement d'horlogerie qui pour chaque prise de vue radiographique maintient fermé pendant un
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laps de temps déterminé au préalable,le circuit d'alimen- tation du transformateur. Ce laps de temps est réglé au moyen d'un bouton 28 auquel est relié un index qui se dépla- ce sur une graduation indiquant le nombre de secondes. Une fois l'index réglé pour une durée d'exposition détermin4e, le mouvement d'horlogerie est mis en marche par l'abaissement d'un bouton 29. Le bouton 28 reprend ensuite sa position initiale.
Le commutateur est réalisé de manière à établir par le déplacement du bouton 28 hors de sa position de re- pos un contact entre les conducteurs Il et 12, par exemple sous l'effet d'une pression exercée sur la manette 31 qui déplace la manette 30 vers un contact fixe monté sur la tige 32. Par suite, le circuit d'excitation est fermé et la génératrice commence à fournir de la tension.
Une fois le temps réglé, on déclanche le mouvement d'horlogerie en abaissant le bouton 29, et la manette de contact 33 qui était d'abord en contact avec la tige 32 est levée de celle-ci. Par suite, le court-circuit du transfor- mateur existant jusque là est interrompu et le circuit d'in- duit de la génératrice de courant alternatif est fermé à travers la résistance 9 et le transformateur 14 qui sont montés en série.
Cependant ce n'est qu'une période de transition, pendant laquelle la génératrice qui débitait dans la résis- tance 9 par la rotation du bouton 28 peut atteindre un nombre de révolutions plus grand, tandis que la cathode à incandes- cence est chauffée. A la fin de cette période, dont la durée est par exemple de 0,5 sec., la manette de contact 31 est automatiquement abaissée davantage et est ainsi reliée elle- même à la lame 32. Par suite, la résistance 9 est court- circuitée et le régime de charge normal est enfin atteint.
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Le transformateur reçoit la totalité de son courant et l'exposition à lieu. Lorsqu'enfin le bouton 28 a repris sa position de repos, le régime initial se reproduit automa- tiquement, c'est-à-dire que le contact entre 30 et 32 et celui entre 31 et 32 est interrompu, tandisque celui entre 32 et 33 est par contre fermé. Comme la période intermé- diaire pendant laquelle le transformateur ne reçoit qu'une partie de la tension ne doit pas être comptée dans la durée de l'exposition, le point initial de la graduation du commu- tateur à minuterie est décalé par rapport au point de repos de l'index d'une distance 34 qui est parcourue par l'index dans la durée de la période intermédiaire.
On assure ainsi que si l'on règle l'index pour un nombre de secondés déter- miné, l'exposition dure effectivement ce nombre de secondes, bien qu'elle ne commence pas au moment ou l'on abaisse le bouton 29.
L'invention permet de donner à la génératrice et au moteur des dimensions minima tout en évitant l'inconvénient d'une tension inégale ou d'un échauffement excessif. C'est précisément par suite de ces faibles dimensions que la fer- meture prend l'allure montrée sur la courbe de la figure 4.
Il convient de disposer un condensateur 35 entre les conducteurs 11 et 12 pour protéger les points de contact des lames 30 et 32 en tenant compte de la self-induction de l'enroulement d'excitation. Ce condensateur peut être placé avec la résistance 9 dans le pied du groupe moto-générateur.