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"DISPOSITIFS DESTINES A RENDRE LES CARACTERISTIQUES D'UN CIRCUIT RESISTANT INDEPENDANTES DE LA TEMPERATURE" On sait que dans un grand nombre d'applications de l'électricité, où la résistance ohmique des circuits joue un rôle important, la variation de cette résistance, causée par exemple par la variation de la température,apporte un trouble plus ou moins grave. Tel est le cas, par exemple, des machines à courant continu à excitation shunt ou indépendante, dans les- quelles les modifications de la résistance des enroulements in- ducteurs causées par les variations de température de ceux-ci influent fortement sur l'état magnétique de la machine. Cet effet est encore plus marqué quand la génératrice est excitée par une excitatrice, influencée elle-même par la température.
Ces variations de température des circuits électriques sont causées non seulement par les modifications de la tempé- rature du milieu où les circuits sont plongés, mais surtout par l'échauffement des machines ou appareils électriques dont-
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ils font partie et qui résulte de leur fonctionnement méme.
La présente invention a pour objet des dispositifs destinés à compenser automatiquement les effets des variations de la résistance des circuits électriques, causées par exemple par les variations de la température.
Elle consiste à intercaler en série avec le circuit résistant dans lequel on désire rendre le courant proportionnel, malgré l'influence de la température, à la tension qui ltalimen- te, une machine auxiliaire compensatrice à courant continu entraînée à vitesse pratiquement constante et portant sur ses pales deux systèmes inducteurs antagonistes, l'un en parallèle avec le circuit alimenté et tendant à engendrer dans la machine une force électromotrice de même signe que la tension d'alimen- tation, l'autre en série avec celui-ci et tendant à engendrer dans la machine une force électromotrice de signe inverse.
Cette machine auxiliaire, non saturée dans la zône d'utilisation prévue, donne une tension proportionnelle à la différence entre les ampères-tours des deux systèmes inducteurs, lesquels se font équilibre lorsque les conducteurs du circuit considéré se trou- vent à une température déterminée.
Si la température de ces conducteurs augmente, les ampères-tours inducteurs branchés en parallèle sur le circuit alimenté l'emportent sur les ampères-tours en série avec ce circuit et la machine auxiliaire produit une tension propor- tionnelle d'une part au courant débité et d'autre part à l'aug- mentation de résistance du circuit résistant. Par une réalisa- tion convenable des deux systèmes d'ampères-tours et de la ma- chine auxiliaire, il est donc possible d'obtenir que la tension de celle-ci compense exactement l'effet de la variation de ré- sistance du circuit résistant due à une augmentation ou à une diminution de la température du circuit - et ceci pour n'impor- te quelle valeur du courant débité.
Pour réduire les dimensions de cette machine auxiliaire, il sera avantageux de réaliser l'équilibre des deux systèmes inducteurs pour une température à peu près égale à la moyenne
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des températures extrêmes que le circuit alimenté/peut attein- dre.
A titre d'exemple, on peut citer comme cas intéressant d'application de l'invention celui d'une génératrice dont les inducteurs sont alimentés par une exoitatrice ou une source indé- pendante quelconque : il est souvent désirable que les courants d'excitation de la génératrice et par suite son état magnétique ne se modifient pas quand la résistance des inducteurs de celle- ci varie avec leur température.
La fig. 1 du dessin schématique ci-annexé représente en G une telle génératrice dont les inducteurs A sont alimentés par une excitatrice E, elle-même est excitée par des électros d.
En série avec l'excitatrice E est connectée, suivant l'invention, une machine auxiliaire compensatrice C, entraînée à vitesse constante, par exemple directement par le même axe que la géné- ratrice G si celle-ci tourne à vitesse- à peu près constante.
Cette compensatrice est munie de deux systèmes inducteurs : l'un v connecté en dérivation sur les inducteurs A et tendant à engendrer dans la compensatrice une force électromotrice s'ajou- tant à celle de l'excitatrice E, l'autre a parcouru par le cou- rant débité dans ces inducteurs A et tendant à engendrer dans la compensatrice une force électromotrice de signe opposé. La petite machine C agira donc en survolteur-dévolteur de façon à compenser les variations de résistance des inducteurs A.
D'après ce qui précède, l'effet de la machine auxiliaire ou compensatrice se limite à compenser les effets de variation de résistance du circuit résistant -dans l'exemple précédent des inducteurs A. Toujours dans cet exemple, on pourra désirer compenser aussi l'effet de la température sur les inducteurs! de l'excitatrice E, bien que cet effet puisse être réduit sans pertes d'énergie importantes en disposant en série avec ces induc- teurs une résistance assez élevée fabriquée en un métal à coeff cient de température pratiquement nul.
Si l'excitatrice E n'est pas saturée ou ne l'est que faiblement, et si les variations de température des inducteurs d sont à peu près proportionnelles
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à celles des inducteurs A, il sera possible par un dimensionnement convenable de la compensatrice C de rendre constant, malgré les variations de température, le rapport entre la tension aux bornes des enroulements inducteurs d et le courant dans les inducteurs A.
En d'autres termes on peut donc, en augmentant l'effet de la com- pensatrice C, compenser les effets de température à la fois sur la génératrice et sur son excitatrice.
On peut aussi arriver au même résultat en disposant la compensatrice C en série non plus avec les inducteurs A de la gé- nératrice G mais avec les inducteurs .4 de l'excitatrice E, fig.2.
La compensatrice C comporte toujours les deux systèmes inducteurs a et v, alimentés comme indiqué fig. 1. A condition que l'excita- trice E ne soit que peu saturée et que les variations de tempé- rature des inducteurs A et des inducteurs 1 soient à peu près proportionnelles les unes aux autres, on pourra encore compenser l'effet de la température à la fois sur la génératrice et sur l'excitatrice. Cette disposition présente d'ailleurs l'avantage de réduire considérablement les dimensions qu'il faut donner à la compensatr ice.
Il est également possible de combiner la compensatrice et l'excitatrice en une seule machine suivant une disposition telle que représentée fig. 3. L'excitatrice E' alimentant toujours les inducteurs A de la génératrice G possède, outre ses induc- teurs d, les deux systèmes inducteurs série et dérivation a' et v'. Il est clair que si l'excitatrice E' est pratiquement dépour- vue de saturation, on pourra de cette façon obtenir la compensa- tion de l'effet de la température sur les inducteurs A et même, si les inducteurs et A éprouvent des variations de tem- pérature à peu près proportionnelles, on pourra compenser l'effet combiné de la température sur ces deux circuits.
On conçoit que ces dispositifs se prêtent à des ap- plications diverses et qu'il est loisible, sans sortir du cadre de l'invention, de réaliser des variantes se comportant prati- quement de la même façon que les exemples décrits ci-dessus.
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"DEVICES DESIGNED TO MAKE THE CHARACTERISTICS OF A RESISTANT CIRCUIT INDEPENDENT OF TEMPERATURE" It is known that in a large number of applications of electricity, where the ohmic resistance of the circuits plays an important role, the variation of this resistance, caused for example by the variation of the temperature, brings a more or less serious disorder. This is the case, for example, with direct current machines with shunt or independent excitation, in which the changes in the resistance of the inductor windings caused by the variations in temperature thereof have a strong influence on the magnetic state. of the machine. This effect is even more marked when the generator is excited by an exciter, itself influenced by temperature.
These variations in the temperature of electrical circuits are caused not only by changes in the temperature of the medium in which the circuits are immersed, but above all by the heating of electrical machines or devices, of which
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they are part and which results from their very functioning.
The present invention relates to devices intended to automatically compensate for the effects of variations in the resistance of electrical circuits, caused for example by variations in temperature.
It consists in interposing in series with the resistive circuit in which it is desired to make the current proportional, despite the influence of temperature, to the voltage which is dimensioned, an auxiliary DC compensating machine driven at practically constant speed and bearing on its blades two antagonistic inductor systems, one in parallel with the supplied circuit and tending to generate in the machine an electromotive force of the same sign as the supply voltage, the other in series with it and tending to generate in the machine an electromotive force of the opposite sign.
This auxiliary machine, unsaturated in the area of intended use, gives a voltage proportional to the difference between the ampere-turns of the two inductor systems, which are balanced when the conductors of the circuit considered are at a determined temperature.
If the temperature of these conductors increases, the inductor ampere-turns connected in parallel to the supplied circuit prevail over the ampere-turns in series with this circuit and the auxiliary machine produces a voltage proportional on the one hand to the current drawn. and on the other hand to the increase in resistance of the resistance circuit. By a suitable realization of the two systems of ampere-turns and of the auxiliary machine, it is therefore possible to obtain that the voltage of the latter exactly compensates for the effect of the variation in resistance of the circuit. resistant due to an increase or decrease in the temperature of the circuit - and this for any value of the current supplied.
To reduce the dimensions of this auxiliary machine, it will be advantageous to achieve the equilibrium of the two induction systems for a temperature approximately equal to the average
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extreme temperatures that the powered circuit / can reach.
By way of example, one can cite as an interesting case of application of the invention that of a generator whose inductors are supplied by an operator or any independent source: it is often desirable that the excitation currents of the generator and consequently its magnetic state do not change when the resistance of the inductors thereof varies with their temperature.
Fig. 1 of the appended schematic drawing represents at G such a generator whose inductors A are supplied by an exciter E, itself is excited by electros d.
In series with the exciter E is connected, according to the invention, an auxiliary compensating machine C, driven at constant speed, for example directly by the same axis as the generator G if the latter rotates at approximately speed. constant.
This compensator is fitted with two inductor systems: one v connected in shunt on the inductors A and tending to generate in the compensator an electromotive force added to that of the exciter E, the other traversed by the current fed into these inductors A and tending to generate in the compensator an electromotive force of opposite sign. The small machine C will therefore act as a step-up-step-down so as to compensate for the variations in resistance of the inductors A.
From the foregoing, the effect of the auxiliary or compensating machine is limited to compensating for the effects of variation of resistance of the resistive circuit - in the preceding example of inductors A. Still in this example, one could also wish to compensate l effect of temperature on inductors! of the exciter E, although this effect can be reduced without significant energy losses by arranging in series with these inductors a fairly high resistance made of a metal with practically zero temperature coefficient.
If the exciter E is not saturated or is only slightly saturated, and if the temperature variations of the inductors d are roughly proportional
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to those of inductors A, it will be possible by suitable sizing of compensator C to make constant, despite temperature variations, the ratio between the voltage at the terminals of the inductor windings d and the current in the inductors A.
In other words, it is therefore possible, by increasing the effect of the compensator C, to compensate for the temperature effects both on the generator and on its exciter.
We can also achieve the same result by placing the compensator C in series no longer with the inductors A of the generator G but with the inductors .4 of the exciter E, fig.2.
Compensator C always comprises the two inductor systems a and v, supplied as shown in fig. 1. Provided that the exciter E is only slightly saturated and that the temperature variations of inductors A and inductors 1 are approximately proportional to each other, we can still compensate for the effect of temperature on both the generator and the exciter. This arrangement also has the advantage of considerably reducing the dimensions which must be given to the compensatr ice.
It is also possible to combine the compensator and the exciter in a single machine according to an arrangement as shown in fig. 3. The exciter E 'still supplying the inductors A of the generator G has, in addition to its inductors d, the two series and branch inductor systems a' and v '. It is clear that if the exciter E 'is practically devoid of saturation, in this way it will be possible to obtain the compensation for the effect of the temperature on the inductors A and even, if the inductors and A undergo variations. more or less proportional temperature, the combined effect of temperature on these two circuits can be compensated.
It will be understood that these devices lend themselves to various applications and that it is possible, without departing from the scope of the invention, to produce variants which behave practically in the same way as the examples described above.