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"GENERATRICE ELECTRIQUE POUR LA PRODUCTION SIMULTANEE DE PLUSIEURS COURANTS CONTINUS DE TENSIONS DIFFERENTES"
L'invention se rapporte à une génératrice électrique pour la production simultanée de plusieurs courants continus de tensions différentes.
De telles génératrices sont surtout utilisées pour les postes de T.S.F. ; les cas où ces postes sont montés sur des véhicules ou des aéronefs, ou lorsqu'ils sont portatifs, il est essentiel que le poids et l'encombrement de la génératrice soient aussi réduits que possible.
Dans certaines génératrices connues à plusieurs tensions on a prévu pour chaque tension un. enroulement et un collecteur séparés tout en logeant ces enroulements dans les rainures d'un
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même noyau d'induit.
Comme celui-ci ne peut voisiner qu'avec deux collecteurs montés sur son arbre, il faut faire passer sous la surface de ces deux collecteurs, le long de l'arbre, les conducteurs reliant les autres collecteurs aux enroulements correspondants de l'induit, ce qui rend extrêmement compliquée la partie rotative de la génératrice.
Dans de nombreuses applications, la génératrice ne doit fournir, à l'une des tensions qui peut être relativement élevée, qu'un courant de très faible intensité. Les conducteurs qui constituent l'enroulement d'induit pour ce courant seront alors mal utilisés au point de vue électrique, leurs dimensions étant déterminées surtout par leurs sollicitations mécaniques.
Suivant l'invention, on prévoit, pour obtenir le courant continu 8- l'une au moins des tensions, un enroulement d'induit stationnaire dans lequel on engendre, au moyen d'un ou plusieurs aimants permanents, un courant alternatif, et l'on utilise un dispositif redresseur automatique raccorda à cet enroulement pour redresser le courant.
Cette disposition permet, pour la tension en question, de supprimer le collecteur et de mieux utiliser la section des conducteurs de 1'enroulement.d'induit.
Toujours suivant l'invention, on prévoit, pour l'obtention d'autres tensions, un ou plusieurs
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induits tournants ne comportant chacun que deux enroulements au plus, chacun de ces derniers étant relié à un collecteur immédiatement voisin de l'induit.
Le dispositif redresseur, comportera de préférence des éléments redresseurs secs. Pour aplanir les ondulations du courant redressé, on pourra prévoir un dispositif de filtrage.
La fréquence du courant alternatif pourra être un multiple du nombre de tours de la génératrice et sera de préférence de l'ordre des fréquences du son perceptible ou même plus élevée, de manière à faciliter le filtrage du courant redressé.
Dans le dessin annexé, des réalisations de l'invention sont représentées à titre d'exemple seulement. Il sera bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces réalisations et qu'elle pourra être appliquée sous différentes formes:
La fig. 1 montre, en coupe longitudinale, une génératrice à trois tensions; les connexions électriques n'y sont indiquées que de façon schématique.
La fig. 2 est une coupe transversale suivant A - A de la génératrice représentée à la fig. 1.
La fig. 3 représente schématiquement une variante de montage.
La carcasse 1 de la génératrice porte deux aimants permanents 2 et 3 montés en face l'un
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de l'autre de manière à établir entre eux un champ magnétique dans lequel tourne l'induit à noyau feuilleté 5 calé sur l'arbre 4 . Ce noyau porte, dans ses rainures, les boucles 6 d'un enroulement à haute tension et les boucles 7 d'un enroulement à basse tension. De part et d'autre du noyau d'induit, les collecteurs 8 et 14 sont montés sur l'arbre 4. Le collecteur 8 coopère avec les balais 9 et 10, et ses lamelles sont reliées de telle manière aux boucles 6 de l'enroulement haute tension que lors de la rotation de l'arbre 4 le courant induit dans ces boucles aille toujours du balai 10 au balai 9.
Ce dernier est raccordé à la borne positive 12 de la. prise de courant haute tension, par l'intermédiaire de l'enroulement de champ 11 prévu pour assister l'aimant permanent 2. Le balai 10 est relié à la terre à travers l'enroulement de champ 13 qui assiste l'aimant permanent 3. Les segments du collecteur 14 sont reliés aux boucles 7 de l'enroulement-basse tension. Le cou- rar.t induit dans ces dernières va du balai 16, qui communique avec la terre, à un segment du collecteur 14, de là à travers une boucle de l'enroulement 7 et au segment diamétralement opposé du collecteur, au balai 17 et à la borne positive 18 de la prise de courant basse tension.
La borne 19, qui est reliée à la terre, sert au raccordement des conduites de retour tant du circuit haute tension que du circuit basse tension.
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Dans la pièce 20 qui forme couvercle et palier de la génératrice, se trouvent deux aimants permanents 21 et 22 parallèles l'un à l'autre. Leurs pôles de signe égal.sont reliés entre eux par des armatures feuilletées, les pôles N par l'armature 23, et les pôles S par l'armature 24. Ces aimants et ces armatures sont logés entre deux saillies 25 de la pièce 20 et maintenus en place par une plaque 27 et des vis 26. Les armatures 23 et 24 comportent chacun deux noyaux 28,29 et 30, 31 sur lesquels sont bobinés des enroulements 32 (noyau 28), 33 (noyau 29), 34, (noyau 30) et 35 (noyau 31).
Ces quatre enrou- lements sont formés dans l'ordre mentionné par un conducteur qui va de la borne 36 à la borne 37 -et qui est'enroulé dans un sens autour des noyaux 28 et 30 et dans le sens contraire autour des noyaux 29 et 31. @
Les bornes 36 et 37.sont'reliées à la borne positive 40 du circuit pour la troisième tension, en passant par des éléments redresseurs 38 dans la branche venant de la borne 36, et 39 dans la branche qui vient de.la borne 37.
Ces redresseurs sont du type sec à plateaux de contact, p. ex-, des redresseurs à éléments fer-sélène, et ils sont disposés de manière à, opposer une résistance considérablement plus faible au passage du courant vers la borne 40 qu'au passage du courant en sens inverse.
D'autre part, chacune des bornes 36 et 37: est
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reliée, par 1'intermédiaire d'un redresseur 41, 42 de type analogue, à la borne 43 connectée à la terre. Ces redresseurs sont disposés de manière à opposer leur plus grande résistance au passage du courant vers la, borne 43 et vers le, -terre, et une résistance bien moindre au courant venant de cette borne. Ainsi, indépendamment des changements de signe du courant induit dans les enroulements 32 à 35 un courent continu est obtenu dons le circuit non représenté des consommateurs, raccordés entre la borne 40 et la borne 43.
Pour aplanir les ondulations de ce courant redressé une chaîne de filtrage est constituée par les bobines de choc 44 disposées dans le conducteur qui va à la borne 40, et des condensateurs 45 dont une armature est raccordée à ce conducteur, entre les bobines 44, et dont l'autre armature est mise à la terre.
Marbre 4 porteun volant 46 muni d'une armature annulaire feuilletée 47 ayant par exemple huit dents reparties à distances égales sur sa circonférence. Quand l'arbre4 tourne, ces cents passent en face des extrémités des noyaux 28 à 31. Le flux magnétique provenant des aimants 21 et 22 va des pôles N de ceux-ci à l'anneau 47, en passant par les noyaux 28 et 29, et retourne aux pôles S par les noyaux 30 et 31.
Lorsqu'à un moment donné une paire de dents 48 se trouve en face des noyaux 28 et 30, le flux
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Magnétique dans ces derniers est plus élevé que dans les noyaux 29 et 31 qui à l'instant considéré font-face à des interstices entre les dents 48.
En tournant l'arbre 4 qui porte le volant 46 et l'anneau 47 de manière à déplacer les dents considérées des noyaux 28 et 30 vers les noyaux 29 et 31, l'on fait diminuer le flux magnétique dans ces premiers et on le fait augmenter dans ces derniers. Les enroulements 32 et 34 étant établis en sens contraire à celui des enroulements 33 et 35 ces modifications du flux magnétique induisent des tensions de même sens dans tous les quatre enroulements, de sorte que ces tensions s'additionnent.
L'anneau 47 continuant sa rotation, les dents 48 considérées s'éloignent à nouveau des noyaux 29 et 31 et le flux s'affaiblit dans ces derniers, tandis qu'une autre paire de dents'-. s'approche des noyaux 28 et 30. Ces modifications du champ engendrent dans les quatre enroulements une tension de signe contraire à celle précédemment obtenue, jusqu'à ce que la nouvelle paire de dents ait atteint la face des noyaux 28 et 30; alors la tension change de nouveau de signe etc.
Ainsi, une tension alternative est obtenue entre les bornes 36 et 37. Dans l'exemple considéré, la fréquence d'alternancen est égale à huit fois le nombre de tours de l'arbre 4. Celuici étant normalement entraîné à plus de 3000 tours par minute, la tension changera de signe avec
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une fréquence de plus de 400 par seconde, c'est-à-dire avec une fréquence de l'ordre des fréquences acousti@ues. A ces fréauences et aux fréquences plus élevées il est facile d'aplanir les ondulations du courant redressé à l'aide du dispositif de filtrage décrit, ce qui n'est pas le cas pour les basses fréquences.
Lorsque les consommateurs raccordés entre les bornes 40 et 43 n'exigent qu'un courant d'intensité très faible, le dispositif redresseur peut être établi suivant le montage dit "doubleur de tension" (montage Delon ou de Greinacher), qui diffère du montage décrit, dit "en pont" ou "Graetz", en ce que les redresseurs 39 et 42 sont remplacés par des condensateurs.
Le, variante de montage représentée à la fig. 3 se rapporte à une génératrice de même construction que celle représentée dans la fig. 1.
Cependant, les enroulements 32, 33, 34 et 35 sont tous bobinés dans le même sers. L'enroulement 32 est raccordé en série à l'enroulement 34, et l'enroulement 33 est raccordé de même à l'enrou- lement 35 ; l'une des extrémités de chaque série est mise à la terre par la borne 52, tandis que l'autre extrémité est connectée à la borne 51 en passant l'une par le redresseur 49, l'autre par le redresseur 50. Le courant continu est obtenu entre les bornes 51 et 52, d'où il va aux'consommateurs en passant par une chaîne de filtrage
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constituée, comme celle de la fig. 1, par des bobines de choc 44 et des condensateurs 45.
Pour simplifier, un seul élément de cette chaîne est représenté à la fig. 3.
Le volant 46 muni de l'anneau 47 et des dents 48 est également de même exécution que dans l'exemple de la fig. 1 et n'est pas indiqué dans la fig. 3. Lors de sa rotation le flux magnétique est renforcé tantôt dans les noyaux 28 et 30 des bobines 32 et 34, tantôt dans les noyaux 29 et 31 des bobines 33 et 35. Dans le premier cas, le courant induit, passe de la borne 52, qui est reliée à la terre, à travers les enroulements 32 et 34 et le redresseur 50 à la borne 51.
La tension de signe contraire qui naît en même temps dans les enroulements 33 et 35 à cause de la diminution de flux dans leurs noyaux ne produit
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aucun courant grâce à l'élément redresseur 49. les Quand le flux diminue daa.zs noyaux 28, les Î enroulements 32 et 34 restent sans courant. Par contre, le flux augmentant dans les noyaux 29 ,et 31 engendre un courant qui va de la borne 52 à la borne 51, en passant par les enroulements 33 et 35 et l'élément redresseur 49. Dans cet exemple, deux des enroulements 32 à 35 seulement servent en même temps à l'induction du courant, de sorte que la tension moyenne. obtenue n'est que de la moitié de celle obtenue avec le montage de la fig. 1.
Il va sans dire que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. En particulier,
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on pourra la réaliser avec d'autres montages pour le redressement du courant et pour son filtrage.