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"GENERATRICE A COURANT CuNTINU A EXCITATION SHUNT, POUR COURANTS DE COURT-CIRCUIT REGLABLES, EN PARTICULIER POUR LA SOUDURE ELECTRIQUE"
Une génératrice utilisée pour la soudure électrique doit satisfaire aux conditions suivantes : a) Pouvoir se régler en vue de différents courants de soudure (ou de caractéristiques statiques diffé- rentes) sans emploi d'une résistance dans le circuit principal. b) Permettre d'obtenir la caractéristique exigée en service normal de soudure (caractéristique dynamique). c) Eviter des courants de court-circuit initiaux
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trop grands à l'amorçage, en particulier lorsque la machine est réglée pour de faibles courants de soudure.
La machine décrite ci-après permetde realiser ces trois conditions de façon simple et économique.
La construction et le fonctionnement de la machine seront décrits en référence à la Fig. 1 du dessin, qui représente une machine bipolaire, mais il est clair que la présente invention s'étend également à toute machine conçue dans le même esprit et ayant un nombre ,.le pôles supérieur.
La machine possède une paire de balais princi- paux A,B, permettant ac capter de la manière habituelle le courant principal de la machine, et de plus une pairede balais auxiliaires a.b. cette dernière paire étant montée de façon à pouvoir se déplacer. Les pôles principaux PH du stator portent chacun 3 enroulements: Un enroulement shunt I relié à la paire de balais principaux, un enroulement compound II alimenté par les balais auxiliaires a b et un enroulement anti-ccmpound III parcouru par le courait principal et dont l'accouplement induc- tif avec les deux enroulements précédents est relâché par des trajets de dispersion. Les pôles auxiliaires PW sont excités de façon normale.
Le fonctionnement de la machine estle suivant : E étant la tension aux bornes de la machine, on peut prendre aux balais auxiliaires b, suivant la position de ceux-ci, une tension quelconque désirée entre les limites + E. Lorsque les balais auxiliaires sont placés dans l'axe des pôles principaux, et que la machine tourne à vide, la tension aux dits balais auxiliaires est nulle; en déplaçant ces balais dans le sens des aiguilles d'une montre (position représentée sur la Figure), pour une polarité des balais principaux et un sens de rotation indiqués sur la Fig., le balais a devient positif par rapport au
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balais h, et négatif lorsque ce déplacement a lieu en sens in- verse de celui des aiguilles d'une montre.
En charge, le champ magnétique transversal qui se forme induit dans les bobines du rotor situées entre a et b une tension additionnelle et telle que, lorsque le courant augmente, le balais a devient graduelle- ment de plus en plus négatif par rapport au balais b. Pour une certaine position des balais auxiliaires,la tension entre ces balais peut, par conséquent, changer de polarité entre la mar- che à vide et la pleine charge. En branchant sur cette tension l'enroulement d'excitation II, les ampères-tours de celui-ci au - ront donc toujours une action de compoundage entre la marche à vide et la marche en charge,analogue à ce qui se passe pour un enroulement compound parcouru par le courant principal.
Grâce à ce changement de polarité des balais auxiliaires, obtenu par un choix approprié de leur position, il est possible de produire en marche à vide un effet inversement compound, c'est-à-dire diminuant la tension, cette action s'atténuant jusqu'à disparaître à mesure que s'accroît la charge parce qu'alors la ten- sion aux balais auxiliaires agit dans le sens d'un renforcement du champ.
En déplaçant l'axe des balais auxiliaires à par- tir de l'axe polaire, dans le sens de rotation, on a donc un moyen de maintenir la tension à vide de la machine à une faible valeur, l'importance de cette tension influençant la grandeur du courant initial de court-circuit et représentant un moyen pour diminuer celui-ci. En choisissant convenablement la saturation, lorsque la charge augmentera lentement (carac"' térisLique statique), la tension de marche à vide augmentera tout d'abord, de sorte que l'on obtiendra une courbe ayant l'allure représentée à la Fig. 2. Dès lors, en service normal, l'abaissement de la tension à vide n'affectera pas la
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tension d'amorçage ni le courant de court-circuit permanent.
Le réglage en vue de différents courants de soudure se fait à partir de la position des balais représentée f en déplaçant les balais auxiliaires dans le sens de rotation.
Pour obtenir des courants de faible intensité, les balais oivent se déplacer plus loin dans le aens indiqué; par là l'action anti-ccmpound en marche à vide pour les courants faibles s'accroît progressivement, c'est-à-dire que le courant de circuit momentané devient plus petit, ce que l'on voulait justement atteindre.
Au lieu de déplacer les balais auxiliaires, le réglage peut également se faire au moyen d'une résistance ré- glable branchée en série (Fig. 3), en laissant invariable la position des balais. Afin d'obtenir un faible courant de court-circuit pour des courants de soudure de faible intensité, il faut choisir alors comme position fixe des balais auxiliaires un axe g déplacé, en partant de la ligne médiane des pôles, à l'opposé du sens de rotation.
On obtient la caractéristique dynamique voulue en disposant les deux enroulements 1 et II sur la partie du noyau polaire éloignée de l'armature, ce qui nécessite toutefois en plus un enroulement anti-compound III, logé également sur le noyau polaire, mais aussi près que possible de l'armature, et en outre, des pièces polaires c en fer comme indiqué sur la Figure 1. Ces pièces polaires forment un shunt magnétique destiné à permettre au champ antagoniste créé par l'enroulement III de se propager plus loin avec le moins d'amortissement possible.
Sans un tel shunt magnétique, le champ antago- niste serait en effet, lors de variations rapides du courant, obligé de passer par les enroulements I et II fermés sur euxmêmes, ce qui,en raison de l'accouplement magnétique rigide de
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ces enroulements, y induirait, par effet de transformateur, des courants dont l'action s'opposerait à une variation rapide du dit champ antagoniste, c'est-à-dire en retarderait la formation. A l'aide de ce shunt magnétique, l'accouplement inductif devient lâche, de sorte que la variation du flux lié à l'enroulement III se fait sans amortissement et que par conséquent la variation de la tension de l'induit avec le courant s'effectue rapidement.
Afin de rendre cette action plus efficace encore, il est bon que la culasse soit entièrement ou au moins partiellement feuilletée, ce qui peut se faire par exemple en fixant des tôles entre les points ± et e, comme indiqué dans la Fig.
Le relâchement de l'accouplement inductif entre les enroulements d'excitation peut aussi s'obtenir autrement; par exemple, on peut aussi produire le champ antagoniste dans un circuit magnétique complètement séparé. On emploie dans ce but une pièce en fer disposée à côté de ces enroulements dans le sens axial, et munie seulement d'ampères-tours anti-compound; alors le réglage des différents courants de soudure se fait en faisant tourner cette pièce en fer d'un certain angle dans la carcasse, à chaque position correspondant un degré de compoun- dage différent et par suite une autre caractéristique statique.
En employant deux parties en fer séparées, on peut aussi supprimer les balais auxiliaires et remplacer l'en- roulement compound qui était excité à partir des dits balais et bobiné sur la première partie en fer à côté de l'enroulement shunt par un enroulement compound renforçant le champ directement excité par le courant principal, tandis que l'autre partie en fer, portant l'enroulement à courant principal affaiblis- sant le champ, est montée de manière à pouvoir tourner d'un certain angle dans la carcasse pour régler le courant de courtcircuit à différentes valeurs.
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Un autre moyen pour relâcher l'accouplement in- ductif entre les enroulements d'excitation serait le suivant :
Pour le développement et le guidage du champ anta- goniste, on peut, comme il ressort de la Fig. 4, utiliser aussi l'enroulement des pôles auxiliaires et les noyaux des dits pô- les. A cet effet,il suffit de munir la. pièce polaire normale S de ces pôles d'une pièce polaire additionnelle S', que l'on monte aussi près que possible de l'armature. Par ailleurs, les lettres de référence ont la mêmesignification que celles de la Fig. 1. Cette disposition présente un avantage du fait que le champ antagoniste se ferme directement à travers le fer de l'armature, d.e sorte que l'excitation du champ ne crée aucune aimantation préalable dans le noyau des pôles auxiliaires.
Dans ce cas également, il n'cst nécessaire de prévoir sur le pôle principal que l'enroulement shunt et l'enroulement compound.
Le stator se trouve ainsi allégé et son poids correspond à celui d'une machine normale correspondante.