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gàcH1iÈs ELECTRIQUES DEBITANT UN COUBANT CONTINU QUI EST UNE FOIICTION LINEAIRE 6,RBITBAIR1 CHOISIE DtAUl' CCVRNITS CONTINUS DONNES'
La présente invention est relative à une machine électrique capable, plusieurs courants continus la, Ib, Ici .... In étant donnés, de créer un courant 12 qui soit une fonction linéaire désirée de ces courants; cette machine débitera donc un courant 12 tel que :
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12 - Ka la + KB IB + Kc le + ........ + Rn In où Ka, Kb, Ko, ...,, Kn sont des constantes positives ou négatives données*
Un tel résultat a une particulière importance quand les cou- rants donnés la, Ib, Ic.., In sont la mesure exacte d'une variable et que l'on désire obtenir un courant égal à une fonction linéaire de ces courants, par
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exemple égal à leur somme algébrique, certains étant considérés comme positifs et d'autres comme négatifs,
certains étant plus grands et d'autres plus petits que l'unité*
Un cas d'application est celui où il est désiré remplacer plusieurs enroulements antagonistes sur une machine électrique importante par un seul enroulement dont les ampères-tours soient une combinaison algébrique des premiers*
La présente invention consiste dans l'emploi d'une machine à courant continu auxiliaire produisant un courant continu à intensité substan- tiellement constante quel que soit son voltage, et dans laquelle l'intensité de ce courant est contrôlée par des ampères-tours de champ; la machine étant munie, suivant l'invention, d'autant de bobines de champ qu'il y a de courants donnés, soit bobines, et le nombre de tours de ces bobines étant dans le même rapport que les constantes données Ka, Kb, Kc,...
Kn; pendant que sur la même machine des enroulements additionnels sont prévus pour l'élimination d'un ter- me indésirable de la valeur du courant fourni*
La machine auxiliaire à courant continu peut être de plusieurs sortes et plus généralement être une métadyne.
Une métadyne est essentiellement une machine rotative à cou- rant continu ayant un rotor avec enroulement et collecteur analogue à l'induit d'une dynamo ordinaire et un stator offrant un chemin magnétique de faible ré- luctance au flux créé par les ampères-tours du rotor; deux jeux de balais sont généralement prévus, le courant traversant chaque jeu créant dans les enroule- ments du rotor un flux induisant une force électromotrice entre les balais de l'autre jeu; un jeu de balais appelé balais primaires, est traversé par le cou- rant appelé courant primaire délivré sous un voltage substantiellement constant et l'autre jeu de balais, appelé balais secondaires, est traversé par le courant secondaire qui alimente les appareils d'utilisation;
le stator de la métadyne peut porter des enroulements spéciaux qui permettent de modifier ses caracté- ristiques an vue de résultats particuliers*
L'enroulement de champ qui contrôle le courant secondaire de la métadyne, c'est-à-dire le courant qui alimente les appareils d'utilisation, est un enroulement de stator appelé 6 enroulement variateur secondaire" dont l'axe magnétique a essentiellement la direction des ampères-tours du rotor dus
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au courant secondaire* Comme le voltage appliqué aux balais primaires est maintenu constant, le flux secondaire, qui induit cette force électromotrice doit être constant, et, en conséquence, la somma algébrique des ampères-tours du rotor et du stator dans la direction du flux secondaire qui est celle des ampères-tours secondaires du rotor est aussi constante,
donc les ampères-tours de l'enroulement variateur secondaire contrôlant bien l'intensité du courant secondaire quel que soit le voltage aux bornes du secondaire*
D'après l'invention, l'enroulement variateur secondaire se compose de plusieurs éléments, en nombre égal à celui des courants donnés plus un* Le nombre de tours de ces enroulements composants : K'a, K'B, K'c...
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K'n est-détexmind par la relation : K'I2 + K'a la + K'b Ib + Kie le + ...... t K'n In + B = A où K' est le nombre de tours équivalent de l'enroulement du rotor, où A re- présente les ampères-tours nécessaires pour créer le flux secondaire et B les ampères-tours de l'élément additionnel de l'enroulement variateur secon- daire.
Suivant l'invention, cet élément additionnel de l'enroulement variateur secondaire crée exactement les ampères-tours A et nous avons la relation :
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qui garantit le résultat désiré à la condition que l'on ait les relations :
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K'a = - K' Ka; Ktb - - Kt Kb; K' = - K' Ko; .......
Kan = - gt gn
L'invention-sera mieux comprise par la référence aux dessins accompagnant le texte: la figure 1 donne la disposition générale d'une méta- dyne dont les balais primaires sont connectés à une source primaire, et la figure 2 celle d'une métadyne ayant ses balais primaires court-circuités; les figures 3 et 4 donnent des variantes de dispositions à la figure 2 avec des enroulements de stator améliorés; la figure 5 montre enfin la disposition gé- nérale d'une dynamo utilisée comme machine auxiliaire*
Se référant figure 1, la métadynereprésentée en I, a ses balais primaires a et c connectés au réseau 7-8 supposé à voltage substan- tiellement constant- Les balais secondaires b,d, sont reliés à la charge 2,
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L'enroulement variateur secondaire a quatre éléments, les éléments 4, 5 et 6 traversés par les courants donnés supposés au nombre de trois et l'élément additionnel 3. Ce dernier produit les ampères-tours né- cessaires pour créer le flux secondaire et est connecté aux balais primaires; par cette disposition, toute variation raisonnable du voltage n'aura point d'effet sur le courant 12 parce que, lorsque le voltage primaire varie, les ampères-tours de l'élément additionnel varient dans le même sens et de l'exac- te valeur nécessaire pour produire la nouvelle valeur du flux secondaire, le fer étant supposé loin dee la saturation-
La figure 2 montre une disposition générale où la métadyne a ses balais primaires court-circuités.
Dans ce cas, l'élément additionnel S de l'enroulement variateur secondaire est connecté aux balais secondaire b et d, mais il n'a à créer seulement que les ampères-tours nécessaires pour in- duire la faible force électromotrice primaire qui doit compenser la chute ohmique dans le circuit primaire court-circuité; il est clair que cette force électromotrice primaire est proportionnelle au voltage secondaire si le fer n'est pas satura* L'expérience a prouvé qu'une marche plus stable est obtenue quand le courant secondaire de la métadjne traverse un enroulement du stator qui induit par ses ampères-tours, une force électromotrice entre les balais secondaires s'opposant au courant secondaire*
La figure 3 montre un tel enroulement en 9.
Un autre enroule- ment-de stator 10 est représenté ayant son axe magnétique dans la direction de l'axe de commutation du courant primaire et induisant entre les balais secondaires une force électromotrice de marne direction que celle induite par le courant primaire original- Par ce moyen, le courant primaire est réduit autant que désiré* Par le réglage des enroulements 3 et 10, des résultats très précis peuvent être obtenus*
La stabilité de marche peut encore 'être améliorée quand le courant primaire traverse un enroulement du stator qui induit une force électromotrice entre les balais primaires s'opposant au courant primaire.
Un tel dispositif est montré fig.4 où les balais primaires a et c sont court- circuités à travers un enroulement 11 de faible résistance; cet arrangement est particulièrement intéressant quand le courant primaire est réduit par
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l'action de l'enroulement de stator 10 induisant entre les balais secondaires une force électromotrice de marne direction que celle induite par les ampères- tours primaires du rotor.
Dans tous les cas, l'élément additionnel 3 de l'enroulement variateur secondaire doit également compenser les ampères-tours de l'enroule- ment 11.
Les anroulamanta additionnels 9, 10 et 11 décrits dans le cas de dispositions montrant les balais primaires court-circuités peuvent être employés également dans unemétadyne dont les balais primaires sont connectas à une source primaire de courant continu à voltage constant* Le fonctionne- ment dans les deux cas est le même, l'importance de la différence de voltage entre les balais primaires peut être conservée égale à 0 ou égale à une valeur élevée, peu importe, pourvu que cette valeur soit maintenue substantiellement constante*
Au lieu d'une métadyne, une dynamo ordinaire peut !être utilisée comme montré fig.5.
La dynamo 12 porte plusieurs enroulements de champ, l'en- roulement shunt 3, l'enroulement série 13 et autant d'enroulements de champ 4, 5 et 6 qu'il y a de courants donnés entrant dans la fonction linéaire donnée- La dynamo 12 est supposée tourner à sa vitesse critique par rapport à son en- roulement shunt, c'est-à-dire à la vitesse qui donne une brusque élévation de voltage dû à cet enroulement* Par conséquent, les ampères-tours des enroule- ments 4,
5 et 6 doivent compenser les ampères-tours de l'enroulement série la et ainsi le courant fourni par la dynamo 12 est rendu égal à la fonction li- néaire désirée*
L'emploi de la métadyne est généralement préférable à cause de sa facilité de réponse rapide*
De nombreuses modifications aux enroulements peuvent titre con- çues par l'ingénieur et d'autres applications peuvent être trouvées rentrant dans la cadre de la présente invention*