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machine électrique rotative produisant ou utilisant immédiatement une tension constante sans l'intervention d'un organe commutateur,
La présente invention est relative à une machine élec- trique rotative, générateur ou moteur, destinée à produire ou à utiliser une tension oonstante sans faire emploi d'un organe com- mutateur ou redresseur, tel un collecteur à lames.
Elle est basée sur l'emploi d'un aimant ou d'un élec- troaimant cylindrique, en double cloche, dont les pôles ménagent entre eux un es.pace vide en forme d'anneau, autrement dit un entrefer annulaire, dans lequel règne un champ magnétique de direotion radiale possédant la caractéristique d'être de sens invariable sur tout le pourtour de l'entrefer.
Un conducteur rectiligne que l'on fait tourner dans l'entrefer, en le maintenant parallèle à l'axe de l'aimant,
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balaye ainsi un champ magnétique toujours de même sens et est donc le siège d'une force électromotrice également de sens cons- tant au cours d'une révolution complète.
La figure 1 en donne une représentation schématique :
A et B sont les pièces polaires cylindriques ménageant entre elles l'entrefer annulaire C,et D est la bobine d'excitation, de forme annulaire également; E est un conducteur tournant dans l'entrefer.
A l'une de ses extrémités, il est relié à une bague F et à l'autre il est fixé sur le disque G solidaire d'un arbre de rotation ; deux frotteurs touchant la bague F et le disque G permettront de relier le conducteur à un circuit extérieur. Ce circuit sera parcouru par un courant constant (courant continu) durant la rota- tion du conducteur E; le système engendre donc immédiatement un courant constant, continu, sans nécessiter l'intervention d'un organe commutateur ou redresseur.
Inversement, si la bague F et le disque G sont reliés par les frotteurs à une source extérieure à tension constante, le conducteur E sera parcouru par un courant constant et il sera ainsi sollicité à tourner constamment dans le même sens, puisque dans toute position il réagit sur un champ magnétique partout de même sens dans l'entrefer annulaire C; le système constitue, cette fois, un moteur à courant continu dépourvu de commutateur.
La disposition de la figure 1, même en adoptant une série de conducteurs tels que E pour constituer une cage dtécu- reuil ou encore en utilisant un anneau cylindrique conducteur dont E représenterait une génératrice, ne permettrait pas de répondre aux caractéristiques multiples que l'on peut exiger de la machine.
Et tout particulièrement, on ne peut pas, en multipliant les conducteurs tels que E, les réunir en série de façon à ce que les forces électromotrices propres à chacun d'eux s'additionnent,
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afin d'obtenir avec ce genre de machine une différence de poten- tiel dont la grandeur pourrait être choisie à volonté. on parviendra à ce résultat par une forme de réalisation telle que représentée par la figure 2 et décrite ci,après.
L'électroaimant cylindrique est scindé en deux parties, l'une A. fixe, et l'autre B, mobile autour de l'axe commun, la coupure annulaire H, qui est un entrefer nuisible, étant réduite au minimum compatible avec la rotation de B vis-à-vis de A. C'est l'entrefer utile et D la bobine d'excitation, tous deux annulaires; G est un croisillon en métal non magnétique reliant B à l'arbre de la machine.
Au lieu de faire usage du conducteur E de la figure 1, enroulons un fil isolé sur l'armature B, en utilisant l'ouverture I, de façon à former les spires de la bobine E de la figure 2, dont les extrémités d'entrée et de sortie sont reliées respecti- vement à deux bagues, placées sur l'arbre.
Faisons tourner B et, par conséquent, la bobine E, et notons que dans l'entrefer C il existe un champ magnétique radial de sens constant, mais qu'à l'intérieur de l'armature B, le champ est nul. par conséquent, la partie de chaque spire située à l'extérieur de B devient le siège d'une force électromotrice de même sens pour chcune, tandis que la partie qui se trouve à l'in- térieur de B, ne subissant l'action d'aucun champ, n'engendre aucune force électromotrice venant s'opposer à l'une des précé- dentes.
Vu-la continuité du fil enroulé, les forces éleotromotri- ces induites dans les parties externes des spires s'additionnent donc dans-la bobine E, ce qui permet de créer une différence de potemtiel importante entre ses extrémités d'entrée et de sortie, c'est-à-dire entre les bagues placées sur l'arbre.
Ce résultat est obtenu par le fait d'avoir disposé la moitié de chaque spire dans l'espace vide central de ,1'aimant cylindrique, où le champ magnétique est nul.
Nous pouvons évidemment placer plusieurs bobines E sur l'armature B et les relier toutes en parallèle aux deux bagues, ou
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toutes en série entre les deux bagues, ou encore en plusieurs séries en parallèle, suivant la grandeur de la différence dé potentiel que l'on désire développer.
La figure 3 représente une autre forme de réalisation comportant deux bobines d'excitation D.
La machine est constituée par l'emploi de dispositions sûres et éprouvées et son mode de construction et de fonctionne- ment est de nature à permettre : de produire immédiatement une tension constante grâce à l'em- ploi d'un aimant cylindrique et grâce à la disposition du bobinage qui place une moitié des spires dans l'espace vide central de l'aimant, dépourvu de champ magnétique.
La génération, directe d'une tension constante élimine le commutateur redresseur, par exemple le collecteur à lames, avec tous ses inconvénients, et, notamment, l'obtention d'une tension élevée se trouve ainsi considérablement facilitée.
Semblablement la machine peut constituer un moteur alimenté à tension constante (courant continu) sans devoir possé- der un commutateur, c'est-à-dire sans que se pose un problème de commutation, notamment très important pour les moteurs de trac- tion, en raison du renversement du sens de rotation et de l'inté- rêt de réduire l'encombrement, le poids et l'entretien, ce què permet l'élimination du collecteur.