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" GENERATRICE ELECTRIQUE "
La présente invention est relative aux génératrices é. lectriques, son but principal étant de réaliser une génératri- ce comportant un dispositif de réglage du courant qui est très efficace et qui évite la complication des pièces et le coût de fabrication en résultant qui sont actuellement inévitables avec les appareils tels qu'ils sont faits maintenant.
La présente invention a encore pour but de réa- liser une génératrice construite de façon à donner une commutation parfaite, qui donne un effet parfait de bobine de réactance lorsqu'on l'utilise comme génératrice de soudure
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pour la soudure électrique à l'arc et qui peut être bobinée de façon à obtenir une action de transformateur, ce qui est également à souhaiter lorsque la génératrice est utilisée dans le cas de la soudure électrique à l'arc.
Bien que la génératrice selon l'invention ait été surtout établie dans le but ci-dessus, elle est applicable dans une grande mesure dans de nombreux autres cas, ainsi que cela ressortira de la description qui va suivre.
La présente invention a encore pour but de réaliser un dispositif simple et peu coûteux et cependant particulièrement efficace pour le but auquel il est destiné.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 est une vue en plan, partie en coupe, d'une génératrice selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique en élévation de l'ensemble constituant l'induit et le collecteur.
La figure 3 est un schéma du circuit de champ de la génératrice à bobinage simple.
La figure 4 est un schéma du circuit de champ représentant les bobines shunt fixes à bobinage compound.
La figure 5 est une vue analogue représentant les bobinessérie réglables à bobinage compund.
La figure 6 est une vue analogue représentant les deux jeux de bobines à bobinage compound.
La génératrice comporte une carcasse ou bâti cylindrique 1 présentant à ses extrémités des étoiles 2 et qui supportent l'arbre! de l'induit. A une de ses extrémités, cet arbre est fait de façon à être relié à une source
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de puissance appropriée, en vue d'être commandé directement ou indirectement.
Sur l'arbre 4 sont montés de façon à être solidaires avec lui un collecteur'±, une partie d'induit à bobines shunt 6 et une partie d'induit à bobines série 7. Oes organes sont disposés dans l'ordre indiqué, les parties. d'induit et le collecteur étant séparés les uns des autres par des pièces intercalées, non magnétiques, indiquées par 8. Le collecteur est disposé entre l'étoile 2 et l'extrémité voisine du bâti et sur lui portent des balais 2 montés dans des porte-balai 10, ces pièces étant de type et de construction courante.
A l'intérieur de la partie du bâti 1 voisine de l'étoile 2 et en saillie sur celle-ci , se trouvent des pièces polaires 11 entourant l'induit 6 et comportant des bobines shunt magnétisantes 12 y associées comme d'habitude.
Dans le bâti, entre l'étoile et les pièces 11 , se trouve une bague 13 placée et pouvant tourner dans un creux du bâti qui constitue le bâti de support ou la bague polaire d'un autre jeu de pièces polaires 14 . Celles-ci entourent l'induit 2 et sont associées avec les bobines magnétisantes série 15.
La bague 13 est maintenue, en étant empêchée de se déplacer axialement, entre le pourtour de l'étoile et l'épaulement ménagé dans le bâti 1 à l'extrémité intérieure de la bague, comme on le voit sur la figure 1. Cette bague peut tourner et être réglée à volonté par l'opérateur, suivant un arc déterminé et de façon appropriée. Dans l'exemple
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représenté, on peut la faire tourner à l'aide d'un bossage radial 16 en saillie extérieurement sur la bague 12. et passant à travers une fente circonférentielle 17 du bâti 1.
Une vis 18 , manoeuvrable à la main., est en prise avec le bossage 16 et est montée de façon à pouvoir tourner mais non se déplacer axialement dans un bossage 19 en saillie sur le bâti 1:. au delà d'une extrémité de la fente. Comme cela est évident , la construction de la génératrice dans son ensemble est, par suite, extrêmement simple.
. Les induits et le collecteur sont reliés électriquement les uns aux autres par un bobinage de n'importe quelle forme appropriée, comme cela est indiqué sur-la figure 2 . Dans le bobinage de champ simple des enroulements shunt et série, comme représenté sur la figure 3, les bobines série 15 sont câblés en série les unes avec les autres, une borne de l'une des bobines d'extrémité de la série étant reliée au fil 20 du circuit de sortie, tandis que la borne opposée de l'autre bobine d'extrémité de la série est reliée à l'un des balais 1 par un fil 21.
Les bobines shunt 12 sont également montées en série entre elles , une borne dé l'une des bobines d'extrémité de la série étant reliée par un fil 22 à ce balai . La borne opposée de l'autre bobine d'extrémité de la série est reliée à un balai voisin par un fil 23 passant par un rhéostat 24; l'autre fil de sortie 25 est également relié à ce balai voisin 9.
Dans le système de circuit représenté sur la figure 4, le fil 21 au lieu d'aller directement au balai du
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collecteur, comporte, montés dans ce fil, des enroulements série 26 qui entourent les pièces polaires 11 en outre des bobines 12 , de sorte que les bobines shunt fixes sont à bobinage compound.
Dans le circuit représenté sur la figure 5, le fil 23 venant de la bobine extrême 12 est interrompu entre cette bobine et le rhéostat 24 et comporte des enroulements shunt 27 interposés dans ce fil, lesquels entourent les pièces polaires 14, de sorte que l'ensemble des bobines série réglables èst à bobinage compound.
Dans le système de circuit représenté sur la figure 6, les deux ensembles, bobines réglables et bobines fixes, sont à bobinage compound dans un circuit complet; les bobines shunt 27 et les bobines série 15 forment le bobinage compound sur les bobines réglables, tandis que les bobines série 26 et les bobines shunt 12 constituent le bobinage compound sur les bobines fixes.
Avec ce mode de construction, on effectue le réglage du courant fourni par la génératrice en déplaçant la bague polaire 13 des bobines série et ses bobines en bloc par rapport aux bobines fixes, soit dans le sens de rotation de l'induit, soit en sens contraire.
La théorie du fonctionnement réside dans le fait que, lorsqu'un pôle nord du système de bague polaire série déplaçable est directement en ligne avec un pôle sud de la bague polaire fixe, il se produit une force contre-électromotrice dans la partie de l'induit qui se trouve sous les pôles série. Par suite, lorsque ces pôles sont dans cette
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disposition relative, l'intensité fournie par la génératrice tombe sans affaiblir autrement les bobines shunt, sauf en ce qui a trait à la chute du voltage des balais.
Lorsque le système de bague polaire série est déplacé par rapport à la bague polaire shunt- de sorte qu'un pale nord de la bague polaire série déplaçable n'est plus en alignement avec un pale sud de la bague polaire shunt fixecet effet de force contre-électromotrice est diminué, ce qui provoque l'augmentation du courant fourni par la génératrice, Oet effet se continue pour une rotation de 90 de la bague polaire déplaçable ou jusqu'à ce qu'un pôle nord de la bague polaire série déplacée , est en alignement avec un pôle nord de la bague polaire shunt fixe, moment auquel le courant fourni est à son maximum.
Ceci est dû au fait que la force électromotrice induite dans la partie 2 de l'induit qui se trouve sous la bague polaire série déplacée a la même polarité que celle qui est induite dans la partie 6 de l'induit qui se trouve sous la bague polaire shunt fixe.
Le pôle série déplacé fixé à la bague polaire série déplacée agit alors comme un pale intérieur ou de commutation dont la position et la force varient magnétiquement lorsque la bague polaire série est déplacée, ce qui donne une commutation parfaite. De même, le système de bague polaire-série déplacée donne un effet de bobine de réactance parfait lorsque cette génératrice est utilisée comme génératrice de soudure pour la soudure électrique à l'arc.
Ceci tientà ce qu'elle contient toutes les parties essentiel-
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les d'unes bobine de réactance, à savoir un circuit magné- tique dans le fer complet avec un entrefer, bobiné avec un bobinage qui est en série avec le circuit de soudure,
Il y a lieu de noter que lorsque cette génératrice est utilisée pour la soudure à l'arc, la bague polaire série déplacée est feuilletée de façon à être rendue plus rapi- dement sensible au réglage du courant et à donner une sensibilité de réactance pour le circuit de soudure.
Oomme on l'a déjà indiqué au sujet de la figure 4, les pôles fixes à bobine shunt peuvent être à bobinage compound, les bobines série de ces pôles étant utilisées pour réduire ou augmenter la force électromotrice suivant que cela est nécessaire de façon à réduire l'intensité magnétique des pôles de champ ou à augmenter l'intensité magnétique des pôles shunt fixes.
De même, les pôles de la bague polaire réglable peuvent être à bobinage compound, comme cela a été décrit au sujet de la figure 5 . La bobine shunt supplémentaire ainsi réalisée est utilisée pour augmenter ou pour diminuer ,l'intensité magnétique des pôles en série déplacée ou pour leur donner une polarité soit nord, soit sud. Si les deux jeux des bobines sont à bobinage compound, comme cela est représenté sur la figure 6, on obtient une action de transformateur qui tend à provoquer un changement rapide dans la tensior de la génératrice dans le cas de variations momentanées de la quantité de courant prise à la génératrice. Cette action de transformateur est très désirable lorsque la génératrice est utilisée pour donner du courant pour la soudure électrique
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à l'arc.
D'après ce qui précède, on voit facilement que l'invention donne un dispositif qui satisfait sensiblement à tous les buts indiqués précédemment.
Bien que l'on ait indiqué ci-dessus en détail les modes de construction actuels et préférés du dispositif, il est bien évident que la présente invention comprend toute variante ou modification de détail conforme à son esprit.
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"ELECTRIC GENERATOR"
The present invention relates to é generators. electrics, its main purpose being to achieve a generator comprising a current regulating device which is very efficient and which avoids the complication of parts and the resulting manufacturing cost which are presently unavoidable with the apparatuses as they are made now.
Another object of the present invention is to provide a generator constructed so as to give perfect commutation, which gives a perfect reactance coil effect when used as a welding generator.
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for electric arc welding and which can be wound so as to obtain a transformer action, which is also desirable when the generator is used in the case of electric arc welding.
Although the generator according to the invention has been established above all for the above purpose, it is applicable to a great extent in many other cases, as will become apparent from the description which follows.
Another object of the present invention is to provide a device that is simple and inexpensive and yet particularly effective for the purpose for which it is intended.
Other advantages and features of the invention will emerge from the description which follows, given with reference to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a plan view, partly in section, of a generator according to the invention.
FIG. 2 is a schematic elevational view of the assembly constituting the armature and the collector.
Figure 3 is a schematic of the field circuit of the single coil generator.
FIG. 4 is a diagram of the field circuit showing the fixed shunt coils with compound winding.
FIG. 5 is a similar view showing the adjustable series windings with compund winding.
FIG. 6 is a similar view showing the two sets of coils with compound winding.
The generator comprises a carcass or cylindrical frame 1 having stars 2 at its ends and which support the shaft! of the armature. At one of its ends, this tree is made so as to be connected to a source
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of suitable power, in order to be controlled directly or indirectly.
On the shaft 4 are mounted so as to be integral with it a collector ±, a part of armature with shunt coils 6 and part of armature with series coils 7. These components are arranged in the order indicated, the parts. armature and the collector being separated from each other by interposed, non-magnetic parts, indicated by 8. The collector is arranged between the star 2 and the neighboring end of the frame and on it carry brushes 2 mounted in brush holder 10, these parts being of standard type and construction.
Inside the part of the frame 1 adjacent to the star 2 and projecting therefrom, there are pole pieces 11 surrounding the armature 6 and comprising magnetizing shunt coils 12 associated therewith as usual.
In the frame, between the star and the pieces 11, there is a ring 13 placed and rotatable in a hollow of the frame which constitutes the support frame or the pole ring of another set of pole pieces 14. These surround the armature 2 and are associated with the series 15 magnetizing coils.
The ring 13 is held, while being prevented from moving axially, between the periphery of the star and the shoulder formed in the frame 1 at the inner end of the ring, as seen in FIG. 1. This ring can be rotated and adjusted at will by the operator, following a determined arc and in an appropriate manner. In the example
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shown, it can be rotated by means of a radial boss 16 projecting outwardly on the ring 12 and passing through a circumferential slot 17 of the frame 1.
A screw 18, which can be operated by hand, is engaged with the boss 16 and is mounted so as to be able to rotate but not to move axially in a boss 19 projecting from the frame 1 :. beyond one end of the slit. As is evident, the construction of the generator as a whole is therefore extremely simple.
. The armatures and the collector are electrically connected to each other by a coil of any suitable shape, as indicated in figure 2. In the single field winding of the shunt and series windings, as shown in Figure 3, the 15 series coils are wired in series with each other, with one terminal of one of the end coils of the series connected to the wire 20 of the output circuit, while the opposite terminal of the other end coil of the series is connected to one of the brushes 1 by a wire 21.
The shunt coils 12 are also connected in series with one another, a terminal of one of the end coils of the series being connected by a wire 22 to this brush. The opposite terminal of the other end coil of the series is connected to a neighboring brush by a wire 23 passing through a rheostat 24; the other output wire 25 is also connected to this neighboring brush 9.
In the circuit system shown in Figure 4, the wire 21 instead of going directly to the brush of the
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collector, comprises, mounted in this wire, series windings 26 which surround the pole pieces 11 in addition to the coils 12, so that the fixed shunt coils have a compound coil.
In the circuit shown in Figure 5, the wire 23 coming from the end coil 12 is interrupted between this coil and the rheostat 24 and has shunt windings 27 interposed in this wire, which surround the pole pieces 14, so that the all of the adjustable series coils are compound wound.
In the circuit system shown in Figure 6, the two assemblies, adjustable coils and fixed coils, are compound wound in a complete circuit; the shunt coils 27 and the series coils 15 form the compound coil on the adjustable coils, while the series coils 26 and the shunt coils 12 constitute the compound coil on the fixed coils.
With this construction method, the current supplied by the generator is adjusted by moving the pole ring 13 of the series coils and its coils as a block relative to the fixed coils, either in the direction of rotation of the armature, or in the direction opposite.
The theory of operation resides in the fact that when a north pole of the movable series pole ring system is directly in line with a south pole of the fixed pole ring, there is a counter electromotive force in the part of the armature which is located under the series poles. Therefore, when these poles are in this
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Relative arrangement, the current supplied by the generator drops without otherwise weakening the shunt coils, except for the drop in brush voltage.
When the series pole ring system is moved relative to the shunt pole ring so that a north blade of the movable series pole ring is no longer in alignment with a south blade of the shunt pole ring fixed this force effect against -electromotive is decreased, which causes the increase in the current supplied by the generator, and effect continues for a 90 rotation of the displaceable pole ring or until a north pole of the displaced series pole ring, is in alignment with a north pole of the fixed shunt pole ring, when the current supplied is at its maximum.
This is due to the fact that the electromotive force induced in part 2 of the armature which is under the displaced series pole ring has the same polarity as that which is induced in part 6 of the armature which is under the ring. fixed shunt polar.
The displaced series pole attached to the displaced series pole ring then acts as an inner or switching blade whose position and force vary magnetically as the series pole ring is moved, resulting in perfect switching. Likewise, the displaced series pole-ring system gives a perfect reactance coil effect when this generator is used as a weld generator for electric arc welding.
This is because it contains all the essential parts.
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a single reactance coil, namely a magnetic circuit in the iron complete with an air gap, wound with a winding which is in series with the solder circuit,
It should be noted that when this generator is used for arc welding, the displaced series pole ring is laminated so as to be made more quickly responsive to current setting and to give reactance sensitivity for the current. soldering circuit.
As has already been indicated with regard to FIG. 4, the fixed poles with shunt coil can be with compound winding, the series coils of these poles being used to reduce or increase the electromotive force as necessary in order to reduce the magnetic intensity of the field poles or to increase the magnetic intensity of the fixed shunt poles.
Likewise, the poles of the adjustable polar ring can be compound wound, as has been described with regard to figure 5. The additional shunt coil thus produced is used to increase or to decrease the magnetic intensity of the poles in displaced series or to give them a polarity either north or south. If the two sets of coils are compound wound, as shown in figure 6, a transformer action is obtained which tends to cause a rapid change in the voltage of the generator in the case of momentary variations in the amount of current. taken from the generator. This transformer action is very desirable when the generator is used to provide current for electric welding.
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archery.
From the foregoing, it is easily seen that the invention provides a device which substantially satisfies all of the objects indicated above.
Although the current and preferred modes of construction of the device have been indicated in detail above, it is obvious that the present invention includes any variant or modification of detail in accordance with its spirit.