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BREYE2' dt IMPORTATION ror x.t " PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATRICES A COURANT CONTINU. "
L'invention est relative aux génératrices à courant continu du type appelé "métadyne génératrice.
L'objet principal de l'invention est de réaliser une métadyne qui, entre autres avantages, aura celui de répondre rapidement aux variations de puissance du circuit de charge*
Se référant aux dessins annexés, on voit : - Fig.l, le schéma d'une métadyne transformatrice, -Fig.2 le schéma d'une métadyne génératrice, - Fig.3 la schéma d'une métadyne génératrice répandant à l'objet de l'invention, - Fig. 4 & 5, des variantes à la disposition de la figure 3, - Fig.6.
le d'agramme d'enroulement pratique de l'arrangement figure 3,
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- Fig.7, une vue fragmentaire des dispositions pratiques adoptées*
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La figure 1 montre une mêtadyno transfomatrice comprenant un rotor avec des enroulements et un collecteur rappelant ceux des.dynamos ordinai- res. Quatre jeux de balais sont disposés sur le collecteur. Les balais A et C sont les balais primaires par lesquels entre et sort le courant d'alimentation provenant d'une source extérieure. Ls balais B et D sont les balais secondaires amènent au circuit d'utilisation le courant créé par la métadyne.
Le rotor tour- ne à vitesse constante dans le champ magnétique du aux courants circulant dans les enroulements du rotor, un stator étant prévu comme indiqué à la figure 6 pour offrir an champ magnétique un chemin de retour de moindre réluctance. Le ,. fonctionnement de la métadyne transformatrice est le suivant le courant pri-
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maire Il crée un flux primaire Ir en ligne avec les balais primaires; ce flux fi crée une force électromotrice entre les balais D et B et un courant circule dans
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le çircuit secondaire produisant à son tour un fluX fi en ligne avec les balais secondaires.
Celui-ci à son tour créa une force contre électromotrice entre les balais primaires, et le courant primaire sera proportionnel à la différence en-
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tre le voltage appliqué aux balais primaires et cette force contre électr#:aotrt.ce., La force contre électranotrice, produite par fa est, par conséquent, proportion- nelle à 18.
Il s'ensuit qu'une variation de ip entra1nera tlne variation opposée et correspondante de Il qui tendra à maintenir I2 constant. Supposons,
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par exemple, que par suite d'une atation de résistance du circuit secondai- re, Iz tende à décrottre, il s'ensuit alors que % va aussi décroître! d'où la force contre électromotrice décroit aussi et Il va augmenter puis o1 et la force électromotrice induite dans les enroulements secondaires va augmenter tendant
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ainsi à maintenir I2 constant et 1>1 par voie de conséquence* D'au. la caractéris- tique de la machine est de maintenir constant le courant secondaire; le voltage secondaire et le courant primaire variant suivant les conditions de la charge*
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Négligeant les pertes, Vl Il est âgal à 1"2 Iz, VI et V2 étant respectivement les voltages primaire et secondaire.
Eonnalament aussi, la machine à un couple nul, la réaction en- tre Il et bu produisant un couple moteur auquel s'oppose le couple égal produit par la réaction entre I2 et 1>1; comme, dans des conditions normales, Il t " la 1111' les deux couples sont égaux et opposés et il n'y a pas de couple résultant
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Dans l'arrangement Fig.2, un enroulement de champ sw dénommé "variateur" est disposé sur le stator de telle sorte que son champ agisse dans le marne sens
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que celui du flux primaire Di puisque Ml tend à demeurer constant comme expli- qué plus haut, et est Il qui décroîtra afin de maintenir constants les ampères- tours produisant qui, les autreàs facteurs n'étant point affectés.
Les nouvelles conditions de fonctionnement dont donc 'f, Il 4à V2 I2 et Il 1112<-I2 1D1; en d'autres termes, la puissance fournie par la machine devient plus grande que son absorption de puissance et le couple résistant de- vient supérieur au couple moteur; la métadyne agit alors comme génératrice et
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reçoit l'excès de puissance nécessaire de la machine qui l'entrâbe méganique- ment. Elle s'est modifée en une métadyne génératrice.
Une importante propriété de la métadne génératrice est d'avoir une "réponse rapide" ce que traduit le fait qu'à une faible variation de cou- rant secondaire due à un changement dans le voltage secondaire, résulte une im- @ portante variation dans la force contre électromotrice primaire et, par voie de conséquence, une importante variation du courant primaire.
Cette variation réagit largement sur la force électromotrice secondaire, ce qui explique qu'une réponserapide soit obtenue*
Ce facteur de réponse rapide est principalement du à ce que le
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noyau magnétique du rotor est constitué par des t6les feuilletées réduisant fortement la production de courants parasites retardateurs et qu'une partie du flux au lieu de fermer son circuit à travers le bâti du stator crée des fuites à travers l'entrefer et échappe ainsi à l'influence des causes d'amortissement.
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Dans le cas où la métadyne génératrice employée possèdqfun enroulement variateur comme inl9,i.qué à la figure 2,-'-cette propriété de réponse ra- pide est quelque peu diminuée par le fait que cet enroulement w constitue une inductance insérée dans le circuit primaire qui augmente la constante de temps de ce circuit et exerce une influence retardatrice sur les variations de courant.
Pour satisfaire à la présente invention, la métadyne génératri-
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Ce est pourvue d'un enroulement dâriateur alimenté en parallèle avec le circuit ''.de charge sur lequel débite le courant secondaire.
Plusieurs enroulements variateurs peuvent être employés. Dans
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l'exemple do'la Figura 3, 11 est fait usage de deux enroulements Vws et VUE; l'enroulement est alimenté par lamarne source à voltage constant alimentant
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par les balais A et C, le primaire de la métadyne.
L'enroulement VW2 est connec- té aux balais secondaires D et B, en parallèle avec la charge L et est excité par le courant l'2 fourni par les balais secondaires; l'enroulement VW1 pourrait en variante, être alimenté par une source indépendante*
Dans la figure 4 le variateur VW3 est excité en partie par la source alimentant le primaire et en partie par le circuit secondaire; les ré- sistances R1, entre l'enroulement et la source alimentant le primaire, et R2, entre l'enroulement et le circuit secondaire, étant prévues pour assurer que les courants à travers l'enroulement du variateur soient proportionnai.! respective- ment aux: voltages primaire et secondaire et, en même temps, pour limiter ces courants.
La figure 5 montre une disposition où deux enroulements varia- teurs W4 et W5 sont disposés comme à la figure 3, l'enroulement W4 étant excité d'une manière similaire à celle de l'enroulement W3 de la figure 3, l'enroulement W5 étant alimenté par le courant primaire. Cet arrangement est à adopter lorsque l'on veut se contenter d'une réponse mains rapide de la mét dyna-
La Figure 6 donne le diagramme d' enroulement de l'enroulement Figure 3.
Dans la disposition indiquée, les pbles SS produisent un flux dirigé vers l'extérieur et les pôles NN produisent un flux dirigé vers l'inté- rieur, la flux résultant étant dirigé dans la direction de bas en haut de C vers A.
T1 représente les bornes d'alimentation de la métadyne d'une source à voltage constant et T2 les bornes de départ du circuit secondaireu
Dans beaucoup de cas il peut être désirable d'employer des en- roulements stabilisateurs sur la métadyne génératrice pour amortir les pointes et les oscillations* Ces enroulements sonsistant essentiellement en des enroule- ments réduits participant à l'action magnétique d'un circuit et à l'action élec- trique de l'autre. Par exemple, un stabilisateur secondaire consiste en une bo- bina produisant un flux le long de l'axe des balais primaires et excitées en sé- rie par les balais secondaires. La direction du flux étant telle qu'il s'oppose au flux primaire n1.
Supposons maintenant que le courant secondaire Le augmente* Il y aura réduction du flux primaire o1, d'ou réduction de la force électroma- trice secondaire qui tendra à maintenir 12 constant. Une autre façon de conce- voir cette action est de considérer qu'une force contre électromotrice est pro-
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duite dans la circuit secondaire quand il y a accroissement de courant dans ce circuit. L'enroulement stabilisateur agit donc comme une résistance insérée dans le circuit secondaire et joue le rôle d'amortisseur des oscillations soudaines et des pointes qui peuvent prendre naissance dans le circuit. De même un enrou- lement stabilisateur primaire peut titre employé aux mêmes fins touchant le cir- cuit primaire.
Un tel enroulement sera disposé en série sur le courant primaire et disposé pour créer un flux le long de l'axe des balais secondaires mais dans la même direction que la flux du rotor. Comme expliqué plus haut la propriété d'une réponse rapide que possède la métadyne est principalement due au.fait que le rotor a un noyau magnétique constitué par des tôles feuilletées et que des fuites magnétiques se produisent dans l'entrefer. Cet effet peut être accru par des chemins de fuites additionnelles disposés antre les pôles et consistant en des pièces feuilletées faisant saillie latéralement sur les pièces polaires.
La figure 7 montre les enroulements stabilisateurs SW disposés sur les pièces polaires et près de leur face; les enroulements variateurs W6 sont logés par contre près de la carcasse et, entre les enroulements stabilisa- teurs et variateurs, sont disposées les pièces feuilletées P dont les saillies ont pour but de créer des chemins de fuite du flux rotorique; dans la cas où il serait fait usage de pièces interpolaires, les pièces T auraient une forme telle qu'elles feraient pont sur ces pièces interpolaires.
Il faut prévoir un écartement suffisant entre les bords de deux pièces P adjacentes et de polarités différentes, écartement qui sera au moins de double de l'entrefer afin que le flux du variateur ne soit par indûment court- circuié.
L'arrangement décrit possède également l'avantage que pendant que le chemin de fuites du rotor à travers les pièces feuilletées 2 intéresse l'enroulement stabilisateur, il est sans effet sur l'enroulement variateur,
La description qui précède est relative à une métadne généra- trice à quatre balais; bien entend l'invention n'est pas limitée à ce type de machine et peut s'appliquer à une machine d'un nombre quelconque de balais qui soit un multiple de quatre*