<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES DYNNO ELECTRIQUES.
L'invention se rapporte aux machines dynamo électriques à collecteur, dans lesquelles la réaction d'induit contribue à l'excitation.
Une machine de ce type peut fonctionner comme moteur, comme génératrice ou comme convertisseur rotatif et comporte une armature portant un enroulement constitua par une série de bobines connectées à un collecteur du type connut L'in- ducteur de la machine est généralement étudié pour que le flux magnétique engendré par les courante d'induit ne rencontre qu'une faible réluctence, et il peut compor- ter divers enroulements dont le rôle est d'améliorer ou de commander le fonctionne- ment de la dite machine. dont le principe est analogue à celui de la génératrice Rosenberg.
en ce sens qu'il dépend du flux de réaction d'induit engendré par le courant circulent entre deux jeux de balais, permettant d'obtenir les caractéris-
<Desc/Clms Page number 2>
-tiques désirées, La caractéristique de la génératrice à courant continu sossnberg est à courant constant. En prévoyant des enroulements spéciaux d'excitation, on peut avec ce type de dynamo obtenir une caractéristique à tension ou à courant va- riables, contrôlables, avec un régime de réponse très rapide et un rapport élevé d'amplification. Ces caractéristiques sont d'une importance toute particulière quand la dite machine est utilisée pour commander d'autres équipements tels qu'un régulateur ou un système d'excitation.
Pour obtenir ce rapport élevé d'amplifica- tion et pour que la constante de temps soit faible, l'inducteur comporte un enrou- lement djk'excitation principal et un autre dont le rôle est de neutraliser ou de compenser la réaction normale d'induit consécutive à la mise en charge. On a cons- tatê que la réaction primaire d'induit due au courant primaire de ce dernier modi- fie l'excitation par effet de saturation du circuit magnétique commun.
L'un des objets de l'invention consiste en une machine à grande caractéris- tique d'amplification et à réponse rapide.
Un autre objet de l'invention concerne un dispositif permettant de compen- ser la réaction d'induit dans la partie de la machine excitée par un enroulement inducteur sans affecter l'excitation proprement dite.
On comprendra mieux les avantages de l'invention par l'examen des dessins annexée 0'Il la fig, 1 représente schématiquement, en élévation une dynamo compor- tant le système d'excitation préconisé; la fig.2 une autre vue schématique mettant en évidence la partie de droite de l'inducteur; la fig.3 est une variante de la précédnete; la fig.4 une autre variante et la fig.5 ue vue d'extrémité, par le col- lecteur.
En se référant aux figures 1 et 2 , on voit une dynamo comportant un induit en deux parties 10 et 11, séparées par une pièce 12 en matière non magnétique,, mon- tées sur un arbre 13 et séparées aussi de ce dernier par un manchon également non magnétique.
L'induit du type classique, comportant un enroulement 14 connecté aux lames du collecteur 15, est entraîna à vitesse constante par un moteur quelconque. Dans les dynamos du type à réaction d'induit, un jeu de balais primaires met en court- circuit les induits. Dans le dispositif représenté, les balais primaires 16 et 17 en contact avec le collecteur 16 constituent un circuit primaire à travers l'in- duit et les balais secondaires 18-19 également en contact avec le collecteur 15 et décalée de 90 électriques par rapport aux balais 16-17, constituant un circuit se- condaire.
<Desc/Clms Page number 3>
Afin de pouvoir commander le circuit secondaire, c'est-à-dire la caracté- ristique en charge, on prévoit un enroulement d'excitation 20 destina à fournir une composante d'excitation le long de l'axe secondaire de commutation, comme l'in- ditue la flèche 21; cet enroulement est effectué autour de la partie 22 de l'in- ducteur, au-dessus de la partie 11 de l'induit. L'excitation fournie par cet'en- roulement 20 Induit une forée électromotrice dans l'armature, entre les balais pri- maires 16-17. Ces derniers sont mis en court-circuit par un enroulement 23 sur la partie 22 de l'inducteur afin de fournir une résultante décalée de 90 électriques par rapprot à la composante 21.
Un courant traversera alors le court-circuit pri- maire d'armature et 11 en résultera l'apparition d'une composante primaire d'exci- tation indiquée par la flèche 24, Cette réaction primaire d'induit 24 se produira dans les deux parties de noyau 10-11 de l'induit. Le circuit magnétique coprres- pondant à cette composante primaire d'excitation, dans la partie 10 de l'induit, se ferme dans la partie 25 de l'inducteur supportée en 26 par une pièce non magnétique de section relativement faible qui supporte également la partie 22 de l'inducteur et maintient magnétiquement séparées les deux parties 22 et 25 précités.
La rotation de l'induit 14 dans le champ de réaction primaire d'induit 24 induit une force électromotrice entre les balaie secondaires 18-19 connectés à un circuit d'utilisation.
Quand on applique une charge eux bornes des dits balais 18-19, un courant traverse l'induit et engendre une composante secondaire de réaction du dit induit, indiquée par la flèche 87 opposée à la composante 21 de commande d'excitation.
La sensibilité de l'enroulement d'excitation 20 est accrue par la neutra- lisation de la composante secondaire 27 en prévoyant un enroulement 28 autour des parties 22 et 25 de l'inducteur et, en disposant* et connectent cet ennoulement au circuit d'utilisation dedmanière à créer une composante d'excitation représenté* par la flèche 29, pratiquement égale et opposée à la composante secondaire de réac- tion d'induit 27 pour neutraliser cette dernière$ ce qui neutralise l'action du courant dans le circuit secondaire de l'induit, sur celui de l'enroulement d'exci- tation 20.
De ples, du fait de la suppression de cette composante de réaction d'in- duit dans la partie 25 du noyau d'inducteur, cette dernière ne laisse passer que le flux magnétique dù à la réaction primaire d'induit et elle se trouve libérée de fous effets de saturation qui peuvent résulter d'une excitation autre que celle de la composante primaire de réaction d'induit.
Le fait de placer sur la partie @
<Desc/Clms Page number 4>
22 de noyau d'inducteur ,.cet enroulement secondaire compensateur de champ 28 neutralise pratiquement les effets de réaction secondaire d'induit sur la partie 22 du noyau d'inducteur et l'enroulement primaire compensation d'excitation 23 est pla- cé sur cette partie 22 du noyau pour lui fournir des composantes d'excitation indi- quêes par les flèches 30, qui neutralisent la composante primaire de réaction d'in- duit 24 dans cette partie 25 du noyau d'inducteur, et neutralisent par conséquent tous les effets de réaction d'induit primaires et secondaires sur la partie 22 du noyau d'inducteur.
Il en résulte que cette dernière n'est soumise qu'à l'action de l'enroulement 20 ce qui permet une commandetrès précise de l'excitation. Comme la composante primaire de réaction d'induit est la principale composante d'excita- tion d'une machine de ce type et que cette composante primaire est pratiquement la seule qui agisse magnétiquement sur la partie 25 de l'inducteur.
on obtient une ré- ponse de grande sensibilité et de grande rapidité grâce à ce mode de construction comportant des noyaux magnétiques séparés* L'enroulement d'excitation séparée 20 peut être aliment$ par une source quelconque à courant continu, le réglage pouvant être effectua par une résistance variable 31 en sérier On a représenté fig.3 une variante de la fig.2 dans laquelle l'enroulement 23 de compensation primaire comporte,. pour l'ensemble des projections polaires de chaque pôle du noyau 22, une bobine unique qui les embrasse, chaque bobine étant décalée de 90 électriques par rapport aux bobines 20 et aux bobines de compensa- tion 28.
Le reste de la machine est identique à celle de la fig.2, il en est de mente en ce qui concerne son fonctionnement,
Dans certains types de machines on peut désirer Isoler encore davantage les différentes composantes d'excifation dans l'inducteur et les fig.4 et 5 repré- sentent une autre forme de l'invention comportant cette particularité Comme sur les figures précédentes, la machine comporte un induit en deux parties 10 et 11 mon- tées sur un arbre 13 dont elles sont séparées magnétiquement en 12 par un manchon non magnétique, Cet induit du type classique comportant un enroulement 14 connecté aux lames d'un collecteur 15, est entraîne par un moteur quelconque.
Un jeu de balais primaires 16-17 en contact avec le collecteur 15 constitue le circuit primate de l'induit et un jeu de balais secondaires le-19 décala de 90 électriques par rap- port aux balais primaires 16-17 constitue le circuit secondaire de l'induit.
Le circuit primaire est mis en court-circuit par un conducteur 32 connecté aux balais primaires 16-17 et les caractéristiques de la machine sont prévues pour être commandées par un enroulement d'excitation 33 disposé de manière à fournir une
<Desc/Clms Page number 5>
.......composante magnétique suivant l'axe secondaire de commutation, en charge comme l'Indique la flèche 34, et embrassant les saillies des pièces polaires adja- centes aux segments fixes magnétiquement sépares de la partie de noyau 35. Cette pièce 35 comporte des pièces polaires décalées l'une de l'autre de 180 électriques et magnétiquement séparées des autres pièces polaires de l'autre partie 36 du noyau fixe.
Les pièces polaires de ce noyau 36 sont décalées socialement et aussi circonférentiellement de 90 électriques par rapport aux pièces polaires du noyau
35. Les deux parties de noyau 35 et 36 sont montées dans une carcasse fixe 37 qui peut être ou non en matière magnétique, de faible section droite, de manière à accroître l'effet de séparation magnétique des différentes parties du ,noyau de l'inducteur. Cette indépendance magnétique entre les deux pièces fixes d'induc- teur 35 et 36 peut être encore accrue par des languettes 38-39 insérées entre les segments polaires 35 et 36 respectivement et la carcasse 37 afin d'accroître la réluctance du circuit magnétique entre les différentes parties du noyau de l'in- ducteur.
La commande des caractéristiques de la machine est obtenue par l'alimenta- tion de l'enroulement d'excitation 33 par une source de courant continu dont on règle le dépit par une résistance variable 40.
L'alimentation de cet élément 33 fournit une composante 34 qui engendre un courant recueilli par les balais primaires 16-17 dans l'enroulement 14 de la partie 11 du noyau d'induit. Un courant primaire parcourt alors l'enroulement d'induit connecté entre ces balais, et aussi le conducteur 38 de court-circuit ce qui engendre une composante primaire de réaction d'induit indiquée par la flè- che 41,, Cette réaction d'induit se manifeste dans les deux parties 10 et 11 et sa composante dans la partie 10 trouve un circuit magnétique fermé dans les par- ties 36 de l'inducteur, ainsi que l'indique la flèche 48 de la figure 5.,
alors que sa composante dans la partie 11 ne trouve pas de circuit magnétique fermé dans le noyau 35 et par conséquent n'a aucun effet sur cette partie de l'inducteur*
La rotation de l'induit dans le champ magnétique de la réaction primaire d'induit 41, induit une force ébectromotrice dans l'enroulement compris entre les balais secondaires 18 et 19. Quand on leur applique une charge, une composante de courant traverse l'induit et engendre une réaction d'induit représentée par la flèche 43 de la fig.5. Cette composante secondaire ne tmuve pa- de circuit magnétique fermé dans la partie 36 du noyau d'inducteur, et n'a par conséquent aucun effet sur elle, alors qu'elle en trouve un dans la partie 35, en opposition
<Desc/Clms Page number 6>
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS IN DYNNO ELECTRIC MACHINES.
The invention relates to dynamo electric machines with collector, in which the armature reaction contributes to the excitation.
A machine of this type can function as a motor, as a generator or as a rotary converter and comprises an armature carrying a winding constituted by a series of coils connected to a collector of the known type. The driver of the machine is generally designed so that the The magnetic flux generated by the armature currents only encounters a weak reluctance, and it may include various windings whose role is to improve or control the operation of said machine. whose principle is similar to that of the Rosenberg generator.
in that it depends on the armature reaction flux generated by the current circulating between two sets of brushes, making it possible to obtain the characteristics
<Desc / Clms Page number 2>
- Desired ticks, The characteristic of the sossnberg DC generator is constant current. By providing special excitation windings, it is possible with this type of dynamo to obtain a variable voltage or current characteristic, controllable, with a very fast response speed and a high amplification ratio. These characteristics are of particular importance when said machine is used to control other equipment such as a regulator or an excitation system.
To obtain this high amplification ratio and to keep the time constant low, the inductor has one main excitation winding and one whose role is to neutralize or compensate for the normal armature reaction. following loading. It has been observed that the primary armature reaction due to the primary current of the latter modifies the excitation by saturation effect of the common magnetic circuit.
One of the objects of the invention consists of a machine with high amplification characteristics and rapid response.
Another object of the invention relates to a device making it possible to compensate for the armature reaction in the part of the machine excited by an inductor winding without affecting the actual excitation.
The advantages of the invention will be better understood by examining the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagrammatic illustration, in elevation, of a dynamo comprising the recommended excitation system; FIG. 2 another schematic view showing the right part of the inductor; Fig.3 is a variant of the preceding; fig.4 another variant and fig.5 an end view, through the collector.
Referring to Figures 1 and 2, we see a dynamo comprising an armature in two parts 10 and 11, separated by a part 12 of non-magnetic material, mounted on a shaft 13 and also separated from the latter by a sleeve. also non-magnetic.
The armature of the conventional type, comprising a winding 14 connected to the blades of the collector 15, is driven at constant speed by any motor. In armature feedback type dynamos, a set of primary brushes short-circuits the armatures. In the device shown, the primary brushes 16 and 17 in contact with the collector 16 constitute a primary circuit through the induction and the secondary brushes 18-19 also in contact with the collector 15 and offset by 90 electric relative to the brushes 16-17, constituting a secondary circuit.
<Desc / Clms Page number 3>
In order to be able to control the secondary circuit, that is to say the characteristic under load, an excitation winding 20 is provided for supplying an excitation component along the secondary switching axis, such as 'indicates the arrow 21; this winding is carried out around part 22 of the inductor, above part 11 of the armature. The excitation provided by this bearing 20 induces an electromotive bore in the armature, between the primary brushes 16-17. The latter are short-circuited by a winding 23 on part 22 of the inductor in order to provide a resultant offset by 90 electrics with respect to component 21.
A current will then flow through the primary armature short-circuit and 11 will result in the appearance of a primary excitation component indicated by the arrow 24. This primary armature reaction 24 will occur in both parts. core 10-11 of the armature. The magnetic circuit co-responding to this primary excitation component, in part 10 of the armature, closes in part 25 of the inductor supported at 26 by a non-magnetic part of relatively small section which also supports the part. 22 of the inductor and maintains magnetically separate the two parts 22 and 25 above.
The rotation of the armature 14 in the primary armature reaction field 24 induces an electromotive force between the secondary brushes 18-19 connected to a utilization circuit.
When a load is applied to them across said brushes 18-19, a current passes through the armature and generates a secondary reaction component of said armature, indicated by arrow 87 opposite to the excitation control component 21.
The sensitivity of the excitation winding 20 is increased by neutralizing the secondary component 27 by providing a winding 28 around the parts 22 and 25 of the inductor and by arranging and connecting this winding to the circuit. use of this way to create an excitation component represented * by arrow 29, practically equal and opposite to the secondary armature reaction component 27 to neutralize the latter $ which neutralizes the action of the current in the secondary circuit of the armature, on that of the excitation winding 20.
Also, due to the removal of this induced reaction component in the inductor core part 25, the latter only allows the magnetic flux due to the primary armature reaction to pass and is released. crazy saturation effects which may result from an excitation other than that of the primary component of the armature reaction.
Placing on the @ part
<Desc / Clms Page number 4>
22 of the inductor core, this field compensating secondary winding 28 practically neutralizes the secondary armature reaction effects on the part 22 of the inductor core and the excitation compensating primary winding 23 is placed thereon. part 22 of the core to provide it with excitation components indicated by arrows 30, which neutralize the primary reaction component induced 24 in that part 25 of the inductor core, and therefore neutralize all effects primary and secondary armature reaction on part 22 of the inductor core.
As a result, the latter is only subjected to the action of the winding 20, which allows very precise control of the excitation. Since the primary armature reaction component is the main excitation component of a machine of this type and this primary component is practically the only one which acts magnetically on the part of the inductor.
a response of great sensitivity and rapidity is obtained by virtue of this method of construction comprising separate magnetic cores. The separate excitation winding 20 can be supplied by any direct current source, the adjustment being possible by a variable resistor 31 in series. FIG. 3 shows a variant of FIG. 2 in which the primary compensation winding 23 comprises ,. for all the polar projections of each pole of the core 22, a single coil which embraces them, each coil being offset by 90 electric relative to the coils 20 and to the compensating coils 28.
The rest of the machine is identical to that of fig. 2, it is the same as regards its operation,
In certain types of machines, it may be desired to further isolate the different excifation components in the inductor and FIGS. 4 and 5 represent another form of the invention comprising this feature As in the preceding figures, the machine comprises an armature in two parts 10 and 11 mounted on a shaft 13 from which they are magnetically separated at 12 by a non-magnetic sleeve, This armature of the conventional type comprising a winding 14 connected to the blades of a collector 15, is driven by a any engine.
A set of primary brushes 16-17 in contact with the collector 15 constitutes the primate circuit of the armature and a set of secondary brushes the-19 offset by 90 electric with respect to the primary brushes 16-17 constitutes the secondary circuit of the armature. the armature.
The primary circuit is shorted by a conductor 32 connected to the primary brushes 16-17 and the characteristics of the machine are intended to be controlled by an excitation winding 33 arranged to provide a
<Desc / Clms Page number 5>
....... magnetic component along the secondary switching axis, under load as indicated by arrow 34, and embracing the protrusions of the pole pieces adjacent to the fixed segments magnetically separated from the core part 35. This part 35 comprises pole pieces offset from one another by 180 electrically and magnetically separated from the other pole pieces of the other part 36 of the fixed core.
The pole pieces of this core 36 are socially and also circumferentially offset by 90 electric relative to the pole pieces of the core
35. The two core parts 35 and 36 are mounted in a fixed carcass 37 which may or may not be made of magnetic material, of small cross section, so as to increase the effect of magnetic separation of the different parts of the core of the. inductor. This magnetic independence between the two fixed inductor parts 35 and 36 can be further increased by tongues 38-39 inserted between the pole segments 35 and 36 respectively and the carcass 37 in order to increase the reluctance of the magnetic circuit between them. different parts of the inductor core.
The control of the characteristics of the machine is obtained by supplying the excitation winding 33 by a direct current source, the spite of which is regulated by a variable resistor 40.
The supply of this element 33 provides a component 34 which generates a current collected by the primary brushes 16-17 in the winding 14 of the part 11 of the armature core. A primary current then flows through the armature winding connected between these brushes, and also the short-circuit conductor 38, which generates a primary armature reaction component indicated by the arrow 41 ,, This armature reaction manifests itself in the two parts 10 and 11 and its component in part 10 finds a closed magnetic circuit in the parts 36 of the inductor, as indicated by arrow 48 in figure 5.,
while its component in part 11 does not find a closed magnetic circuit in core 35 and therefore has no effect on this part of the inductor *
The rotation of the armature in the magnetic field of the primary reaction of armature 41 induces an electromotive force in the winding between the secondary brushes 18 and 19. When a load is applied to them, a current component passes through the winding. induces and generates an armature reaction represented by the arrow 43 in fig.5. This secondary component does not have a closed magnetic circuit in part 36 of the inductor core, and therefore has no effect on it, while it does find one in part 35, in opposition.
<Desc / Clms Page number 6>