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Génératrice de courant continu à caractéristique descendante en particulier pour la soudure à l'arc.
Pour la soudure à l'arc, il convient d'employer une génératrice de courant continu à caractéristique descendante de "tension aux bornes-courant ".une caractéristique descendante peut être obtenue par le fait que par exemple le champ d'excitation de la génératrice est composé de deux champs, savoir : un champ principal approximativement constant ou également croissant avec le courant de charge, et un contre-champ croissant avec-le courant de charge. Une autre condition essentielle pour un arc s'allumant facilement et stable est une inertie magnétique minime de la génératrice.
La tension aux bornes d'une génératrice à minime inertie suit les variations rapides de la. tension de l'arcet les processus de compensation s'effectuent rapidement sans que le courant ait une tendance à s'arrêter ou s'élève passagèrement à une hauteur non désirée.
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Il est connu d'abaisser l'inertie d'une génératrice à courant continu à caractéristique descendante par le fait que le contre-champ n"est pas conduit également à travers le pôle principal mais dans un pôle auxiliaire spécial portant l'enroulement d'excitation.
La présente invention se rapporte à une génératrice de courantcontinu à caractéristique descendante, en particulier pour la soudure à l'arc, dans laquelle la chute de tension induite dans L'induit, approximativement proportionnelle au courant de charge, est produite par le flux magnétique de pôles auxiliaires excités par le courant de charge. Suivant la présente invention on emploie comme pôles auxiliaires les pôles de commutation .
Le dessin représente schématiquement un exemple de réalisation de l'objet de l' invention. Pour plus de simplicité, on a supposé le cas d'une génératrice bi-polaire de courant continu à enroulement en boucle. 1 est l'induit, 2 le collecteur, 3 la culasse; 4 et 5 sont les pûtes principaux, 6 et 7 sont les pôles de commutation. Comme ceux-ci sont parcourus, outre le flux magnétique nécessaire pour la commutation, également par le flux magnétique du contre-champ, ils sont au moins approximati- vement aussi larges que les pôles principaux 4,5. Les enroulements de champ 8 et 9 des pôles principaux sont montés en série et sont excités par le courant des balais auxiliaires 10 et II.
Le courant de charge est pris aux balais principaux 12 et 13, et est envoyé au point de soudure 14 par l'intermédiaire des enroulements des pôles de commutation 6 et 7. La commande du rotor se fait dans le sens de la flèche du dessin. Les balais principaux 12, 13 sont décalables en vue du réglage du courant, les balais auxiliaires 10, II sont au contradre fixes dans cet exemple de réalisation. La position représentée des balais auxiliaires 10, Il doit correspondre à ce-le pour laquelle la tension de ceux-ci est pratiquement indépendante du courant de charge.
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En marche à vide, seuls les pôles principaux 4,5 sont excités, leur champ induit entre les balais principaux 12, 13 la tension désirée de marche à vide. En cas de charge, les pôles de commutation 6,7 sont excités également. La position représentée au dessin des balais principaux 12, 13 soit être celle qui donne le plus petit courant de charge. Pour cette position des balais, presque tout le flux magnétique des pôles de commutation 6, 7 intervient comme contre-champ ( flux négatif) dans la partie d'enroulement située entre les balais principaux 12,13 et induit dans celle-ci une chute de tension.
Une petite partie du flux magnétique du pôle de commutation 6 apparaît comme flux positif dans la. partie d'enroulement située entre les balais auxilia,ires 10, 11 et induit dans celle-ci une élévation de tension qui compense l'abaissement de tension par suite de la chute de tension ohmique et de la. réaction d'induit.
Le courant de charge s'établit alors de telle façon que le contre-champ abaisse la tension aux bornes à la valeur de la tension d'arc. Si on fait tourner les balais principaux 12,13 de la position extrême représentée en sens inverse de la flèche,il s'établit. un plus grand courant de charge vu que seulement une p rtie du flux magnétique des pôles de commutation 6,7 intervient encore comme contre- champ dans la partie d'enroulement comprise entre les balais principaux.
Le courant de charge peut par conséquent être réglé de façon continue d'une manière simple par décalage des balais principaux 12, 13.
Pour augmenter l'efficacité des pôles de commutation élargis, on donnera avantageusement à la partie de la pièce polaire de commitation, dont le champ ne pa,rticipe pas à la commutation et sert uniquement au passage du contre-champ, un entrefer plus minime qu'à la partie restante.
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Par décalage des balais auxiliaires on peut également régler commodément le courant de charge. Si on laisse par exemple l'un des balais auxiliaires .11 dans la position représentée et si l'on décale le balai 10 en sens inverse de la flèche jusque dans une nouvelle position il se produit alors un flux
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mn."n. 1.ir1UG pnaz t , proportiol1n' 1 nu oournnt t ic3 3CJuclurr rh 111 lfi partie d'enroulement située entre les balais auxiliaires, flux qui est plus grand que ce ne serait nécessaire pour la compensation de la réaction d'induit et de la chute de tension ohmique de cette partie d'enroulement, c'est-à-dire que la tension entre les balais auxiliaires 10, II augmente avec la charge de courant.
Gomme avec la tension croissante des balais auxiliaires, le champ principal augmente, il s'établira pour une tension d'arc donnée également un courant de charge d'autant plus grand et un contre-champ d'autant plus grand que le balai auxiliaire 10 est tourné plus fortement en sens inverse de la flèche.
Il va de soi que le réglage par décalage des balais principaux 12, 13 peut être réuni au réglage par décalage des ba-
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laisauxiliaires 10,. Il pour former un réglageeffifcace, par le fait qu'on fait coincider par exemple le balai auxiliaire 10 avec le balau principal 12 ou quron les accouple mécaniquement et qu'on règle par décalage des balais principaux. Le réglage du courant de charge par déplacement de la résistance de champ 15 peut également être employé seul ou en combinaison avec le dispositif de réglage mentionné.
Un a décrit ci-dessus une génératrice de courant continu à auto-excitation dans laquelle le courant d'excitation qui cire.;.le uans l'enroulement des pôles principaux est pris à deux balais auxiliaires 10, II voir fig. 1. Dans la disposition repré-
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sentée, on a supposé à titre dteem?le que les pôles principaux et les pôles de commutation ont la même largeur et que la distance ces balais auxiliaires vaut approximativement une division
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des pôles. A la, fig. 2, où les chiffres de référence ont la même signification qu'à la fig. 1, on a représenté les balais
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auxiliaires .1.l!, 11 dans ltt positiou dans léiquulle llu tlúllWl\'Ut1i une partie de l'enroulement d'induit traversée par le flux magnétique d'un pôle principal.
Cette position des balais auxiliaires est défavorable pour le fonctionnement à auto-excitation comme génératrice de soudure, vu que la génératrice se désexcite partiellement à l'état de court-circuit, ce que l'on peut voir facilement à la f ig. 3. La courbe 16 représente la tension entre les balsis auxilia,ires sous la dépendance du courant d'excitation Je des pôles principaux pour la génératrice marcnant à vide. Pour la génératrice en court-circuit, c'est la courbe 17, plus plate à cause de la réaction d'induit, qui est valable. Par 18 on a représenté la droite de résistance de l'enroulement de pôle principal ( chute de tension ohmique dans l'enroulement de pôle principal ). Ubo est visiblement le point stationnaire de fonctionnement en marche à vide et U. bk le point à l'état de court-circuit.
La transition d'un état dans l'autre dure relativement longtemps, c'est-à-dire que la génératrice n'a pa,s le degré d'absence d'inertie nécessaire pour un fonctionnement satisfaisant de soudure. Cet inconvénient disparaît lorsque , comme on l'a mentionné plus haut, les balais auxiliaires 10, 11 sont amenés dans une position telle à la périphérie de l'induit que la tension aux deux balais auxiliaires reste pratiquement constante, de la marche à vide au court-circuit.
Un obtient par exemple une semblable position par le fait qu'on amène les balais auxiliaires 10, .CI en conservant leur distance réciproque, en sens inverse de celui ae la rotation de l'indui-
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dans la position iot ou lIt. La tension entre les balais auxiliai- res reste pratiquement constante lorsque le flux partiel produit par les pôles de commutation 6 et 7 , se produisant entre les balais auxiliaires dans-l'enroulement d'induit, et proportionnel au courant de charge, est égal à la diminution, également à peu près proportionnelle à la charge, du flux partiel produit par
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les pâles principaux 4 et 5 , se présentant entre les balais auxiliaires.
La mesure décrite pour la production d'une tension de balais auxiliaires indépendante du courant de charge a toutefois des inconvénients essentiels : En premier lieu les balais auxiliaires sont écartés des intervalles de pôle et ont par conséquent une tendance à donner des étincelles et en second lieu la tension auxiliaire disponible est relativement petite vu qu'une partie seulement du flux de pôle principal passant dans l'induit est utilisée pour la production de la tension auxiliaire.
Suivant la présente invention, ces inconvénients sont supprimés par le fait que l'enroulement des pôles principaux consiste en deux enroulements partiels qui sont raccordes chacun à une paire de balais, une paire de balais délimitant une partie d'enroulement de l'induit qui est traversée princi- palement par des lignes de force des pôles principaux, tanais que l'autre paire de balais délimite une partie d'enroulement de l'induit qui est traversée principalement par les lignes de force ces pôles de commutation.
Le fonctionnement de l'invention se comprend à l'aide de l'exemple de réalisation représenté schématiquement à la fig.4.
Les enroulements 8 et 9 , montés en série, des pôles principaux forment un enroulement partiel et les enroulements 8a et 9a forment l'autre enroulement partiel des pôles principaux 4 et 5. Le premier est raccordé par l'intermédiaire de la résistance de réglage 15 aux balais auxiliaires 10 et II qui délimitent une partie d'enroulement de l'induit traversée pratiquement seulement par le flux principal des pôles principaux 4 et 5. Le second est raccordé par l'intermédiaire de la résistance de réglage 15a aux balais auxiliaires 10a et 11a qui délimitent une partie d'enroulement traversée pratiquement seulement par le flux des pôles de commutation élargis 6 et 7.
Les parties d'enroulement d'induit 10, II ou 10a, 11a délimitées par les balais auxiliaires se suivent immédiatement à la périphérie de l'inuuit de sorte que les balais 11 et 10a coïncident et peuvent être
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remplacés par un seul balai. Les nombres de spires des enroulements partiels des pôles principaux et les résistances de réglage peuvent être choisies de telle façon que pour une position déterminée des balais principaux 12,13 , les ampèrestours d'excitation des pôles principaux restent pratiquement constants de la marche à vide jusqu'au court-circuit, de sorte que la génératrice fonctionne comme si elle était à excitation étrangère, c'est-à-dire pratiquement sans inertie.
Les enroulements des pôles principaux et les résistances peuvent toutefois aussi être dimensionnés de telle façon que les ampères tours totaux augmentent avec l'augmentation du courant ae charge, ce qui peut être aésiré dans certains cas. :Eu constance pratique ou bien un certain compoundage des ampères-tours totaux
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do u3io tl' 111C 1})ll.. pauL abi-ti CJ L (,U :tll ftlcl10tlluLJL Ü(ltHJ cuLLo tllti- position malgré que les balais auxiliaires peuvent être placés dans les intervalles des pôles ou tout au moins dans une zône de minime induction d'air.
Un peut obtenir également en pratique l'indépendance de l'auto-excitation par rapport à la position des balais principaux en veillant à ce que le changement de la réaction d'induit, provoqué par le décalage des balais principaux, soit compensé par un changement correspondant de la distance des balais dans la paire 10a, lia. Un moyen simple 9. cet effet consiste en ce que la paire de balais qui délimite une partie d'enroulement parcourue principalement par le flux magnétique des pôles dé commutation élargis, est formée par un balai auxiliaire et un balai principal immédiatement voisin du balai auxiliaire dans le sens-de rotation. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 4, on devrait simplement écarter le balai auxiliaire 11a et employer à la place le balai principal 15.
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