BE488639A - - Google Patents

Description

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  SOCIETE D'EXPLOITATION.DE BREVETS, PARIS   (FRANCE)   
MACHINE   DYNAMO-ELECTRIQUE   (Inventeur J.F.G. 



   PETIT). Priorité des demandes de brevet déposées en France 
29 avril   1948,20   décembre 1948 et 17 janvier 1949. 



   L'invention concerne les machines dynamo-électriques et plus particulièrement¯les génératrices utilisées pour la commande d'autres machines en tant que génératrices ou excitatrices. 



   L'invention a pour but de réaliser une machine dynamc électrique dans laquelle un agencement particulier du cir- cuit magnétique permet de définir un étalon de comparaison précis et stable, de sorte que la machine peut être utilis comme génératrice auto-régulée ou comme excitatrice régule trice. 

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   L'invention consiste en une machine dynamo-électriqu   ayant dn   induit et un système d'excitation comprenant une carcasse magnétique multipolaire associée à l'induit pour former avec celui-ci plusieurs circuits magnétiques élé- mentaires et des moyens d'excitation pour produire des fl dans ces circuits, deux au moins de ceux-ci ayant des ca- ractéristiques magnétiques différentes de telle sorte que leurs flux soient égaux pour une valeur donnée de l'exci- tation et différents pour valeur différente de l'excitatic 
D'autres caractéristiques et les avantages de   l'invet     tion ressortiront de la description qui va suivre ; audes:   annexé dans lequel les mêmes numéros de référence désigner les mêmes pièces sur toutes les figures:

   
Les Figs. 1 et 2 sont des schémas de principe repré- sentant des coupes partielles respectivement transversale et longitudinale du circuit magnétique d'une machine suive l'invention; 
La Fig. 3 montre la répartition du flux dans ce   cire).   magnétique; 
La Fig. 4 représente deux courbes de magnétisation caractéristiques   èircuit   magnétique; 
La Fig. 5 est le schéma détaillé d'une machine suivan l'invention utilisée comme excitatrice régulatrice; 
La Fig. 6 représente la même machine utilisée comne génératrice auto-régulée; 
La Fig. 7 est une vue en perspective avec induit sort d'une autre forme de réalisation de la machine suivant l'invention ; 
La Fig. 8 est une vue schématique des divers circuits de la machine précédente ; 
La Fig. 9 en est un schéma simplifié;

   
Les Figs. 10,11,12 et 13 sont des diagrammes explicat relatifs à la machine de la Fig. 7; 

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La Fig. 14 est une vue analogue à celle de   la,Fig.   7 d'une troisième forme de réalisation de la machine suivant   l'invention;   
La Fig. 15 est une vue schématique des divers circuit de cette machine; 
La Fig. 16 est un diagramme explicatif relatif à cett machine. 



   Le dessin illustre l'application de l'invention à une machine à quatre   pôles;   il est précisé toutefois que l'in- vention s'applique aussi bien une machine ayantun nombr de   p8les   différent et en particulier multiple de quatre. 



   Comme représenté aux Figs. 1 et 2, la machine comprend en principe un circuit magnétique tétrapolaire constitué p une carcasse 1, quatre   pôles   désignés par leurs axes   X,   Y, 
Z et Q, et un induit normal à courant continu indiqué en 2 
Le bobinage d'induit que l'on suppose du type tétrapolaire multiple est relié à un collecteur usuel sur lequel sont disposés un groupe de balais primaires 3,4 et un groupe de balais secondaires 5,6 décalés par rapport aux précédents de manière à constituer respectivement dans l'induit un circuit primaire et un circuit secondaire.

   Les quatre bala sont calés sensiblement dans leur position normale de com- mutation pour une machine tétrapolaire, de sorte qu'une composante d'excitation bipolaire dirigée sensiblement sui- vant l'axe de commutation secondaire X Y ou suivant   l'axe   de commutation primaire Z Q détermina l'apparition d'une différence de potentiel entre les balais primaires 3,4 ou entre les balais secondaires 5,6 lorsque l'induit tourne. 



   Le circuit magnétique de la machine comporte un enrou- lement excitateur 7, appelé ci-après enroulement de régula- tion et qui est connecté à deux bornes d'excitation 8 et 9 et disposé sur au moins deux   pôles   tels que X et Y de manie à créer des flux en opposition le long de l'aie de commuta- tion secondaire IY comme représente sur le diagramme   de fl@   

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      tétrapolaire de la Fig. 3 par les lignes de flux 10, 11, 
12 et 13. 



   Les lignes 10,11 à gauche de l'axe Z Q matérialisent un premier circuit magnétique élémentaire bipolaire et les lignes 12,13, un second circuit magnétique élémentaire bipolaire. 



   Ces deux circuits magnétiques élémentaires qui appar- tiennent à un même circuit magnétique principal sont agence et excités de telle manière que les flux des pâles X et Y sont égaux pour une valeur donnée des ampère-tours magné- tisants totaux produits par l'enroulement de régulation 7 et sont différents pour une valeur différente de ces ampère tours, de sorte que si les ampère-tours s'écartent de cette valeur, il   s'établit'   le long de l'axe de commutation secon- daire XY une composante de flux variable appelée ci-après flux de régulation, qui produit aux balais primaires, lors( l'induit tourne, une différence de potentiel également va- riable. 



   De préférence on s'arrange pour que les flux des   p6le,   
X ou Y soient alternativement prépondérants pour deux va- leurs d'ampère-tours magnétisants respectivement intérieur( et supérieure à cette valeur donnée. 



   Il suffit pour cela que le premier circuit magnétique élémentaire ait par exemple une réluctance de fer supérieur à une réluctance d'entrafer inférieure à celles du second ou que ces deux circuits aient des degrés de saturation   di@   férents avec plus de spires sur le p8le saturé que sur l'autre. 



   En pratique, on supposera que l'enroulement de régula- tion est également réparti sur les deux circuits magnétique ''et que le pôle X a une section et un entrefer réduits,tand: que le pôle Y a une section et un entrefer plus importants, les   pôles   Z et Q étant normaux. Il est précisé que le terme .entrefer désigne aussi bien l'entrefer réel que les portior 

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 non magnétiques du p8le telles que les cales séparant le p8le de la carcasse (La Fig. 4 représente les courbes de magnétisation   @1   et   @2   des premier et second circuits magnétiques élémentaires en fonction des ampère-tours magnétisants totaux   at).   



   Les courbes   @1   et   @2   se coupent en un point P corres- pondant à une valeur   d'ampère-tours   ato qui est bien défi- nie et indépendante de la vitesse de la machine. Pour cett valeur ato les flux de p8les X et Y sont équilibrés et le flux de régulation est nul. Lorsque les ampère-tours crois- sent d'une valeur inférieure at là une valeur supérieure at le flux de régulation change de signe ainsi que la diffé- rence de potentiel qui en résulte entre les balais 3 et 4. 



   De préférence, la position du point P d'équilibre du flux peut être réglée en faisant par exemple varier le palier de la courbe   @1   au moyen d'un shunt magnétique tel qu'une vis 
14 pouvant être déplacée dans tin évidement 15 du pôle X et bloquée au moyen d'un écrou :16. 



   La valeur atO des ampère-tours produits par l'enroule- ment de régulation qui correspond à l'équilibre ùes flux des   pelas   X et Y ou à l'inversion du flux de régulation su: vant l'axe XY, constitue donc un étalon de comparaison par- faitement stable et défini, ce qui permet d'utiliser la machine comme régulateur dont l'organe de mesure et l'orgar de correction sont respectivement constitués par le système d'excitation et le circuit de sortie de la machine;

   l'énergi disponible aux balais primaires du fait de l'apparition du flux de régulation peut en effet être utilisée pour corrige le déséquilibre qui a donné naissance au flux de régulation En pratique et pour augmenter l'efficacité et la sensibilit de la régulation, cette énergie correctrice est de préféren amplifiée par la machine elle-même comme on va le voir dans les applications décrites ci-après. 

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   La Fig. 5 illustre l'utilisation de la machine comme excitatrice-régulatrice de tension d'une génératrice shunt 
17 débitant sur deux barres 18 et 19 à l'une desquelles est reliée une extrémité de l'enroulement d'excitation 20 de la génératrice tandis que l'autre extrémité de celui-ci est   reliée à   l'autre barre à travers un circuit de l'exci- tatrice-régulatrice qui comprend une borne 21, deux enrou- lements compensateurs 22 et 23 disposés respectivement sur les   pales   Y et X, les balais secondaires 6 et 5, deuxenrou- lements compensateurs 24 et 25 disposés respectivement sur les pales Y et X et une borne 26 à laquelle aboutit la barr 
19.

   Les quatre enroulements compensateurs 22 à 25 sont agen ces de telle sorte que, lorsqu'ils sont parcourus par un courant circulant entre les bornes 21 et 26, ils agissent cumulativement suivant l'axe XY pour produire un flux com- pensateur dont le rôle sera précisé ci-après. 



   L'enroulement de régulation 7 que   l'on   suppose du type shunt, comprend par exemple deux bobines disposées sur les   pales   X et Y respectivement et' reliées aux bornes 26 et 28 de manière à être soumises à la tension de la génératrice l 
Pendant le fonctionnement l'induit de la machine est    le siège de plusieurs courants élémentaires ; lesens de ceu:   ci dans les conducteurs périphériques de l'induit est   indiq@   au dessin par un même nombre de couches concentriques de que signés (t) ou (0) suivant/le courant considéré entre ou sort ae la figure. 



   Le fonctionnement de la machine est le suivant: 
La génératrice 17, entraînée par un moteur approprié est supposée s'amorcer de manière que la barre 18 soit néga- tive et la barre 19 positive. L'enroulement de régulation 7 -soumis à la tension croissante aux bornes 26 et 28 produit un flux tétrapolaire et l'induit 2 soumis à cette tension se met à tourner dans le sens de la flèche par exemple, 

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On appelle Ia le courant total entrant par la borne 26 et le balais 5, Lex le courant sortant par le balai 6 pour alimenter l'enroulement 20 et I3 le courant sortant par les balais 3 et 4 et la borne 28. Ces trois courants satisfont à la relation la = Iex t I3. 



   Du fait de l'inégalité des charges des balais 5 et 6 il se produit entre ceux-ci un courant de circulation où courant secondaire I2 dont la valeur est donnée par la 
 EMI7.1 
 relation la * lei - iz = 2 2 De ces deux relations on peut déduire que 
 EMI7.2 
 
Le courant I3 dont la distribution dans l'induit est indiquée par la couche externe de signes (t) et (0) est égalementréparti entre les quatre balais et sert à   entrain!   la machine. La couraht I2 circulant dans le circuit secon- daire de la machine comme indiqué par la couche   intermédia:   re de signes (t) et (0) produit un flux de réaction   d'indu:   secondaire dirigée suivant l'axe XY,   c'est-â-dire   l'aie du flux de régulation.

   Les enroulements compensateurs 22 à 25 sont précisément prévus pour annuler l'effet nuisible de cette réaction d'induit secondaire et c'est dans ce but qu'ils sont disposés alternativement sur le polo X et le pale Y afin de produire des ampère-tours additifs   vis à   vis de la composante de courant secondaire   12 et   soustractifs vis à vis de la composante de courant de charge I3. 



   Par ailleurs étant donné que la tension de la généra- trice 17. n'a pas encore atteint la valeur U (pour laquelle 'les   ampèretours   produits par l'enroulement 7 ont pour valeur atc) il existe suivant l'axe XY une composante de flux de régulation dirigée en l'cocurence de X vers Y. 

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   Cette composante Induit dans le circuit primaire de l'induit une force électro motrice primaire E1 qui donne naissance à un courant primaire Il circulant dans la conne- xion 27 en allant du balai 4 au balai 3, c'est-à-dire en se inverse de celui qui est Indiqué au dessin par la couche interne de signes (t)   et (o)  , Le courant Il produit un flux de réaction d'induit primaire dirigé de Z vers Q.

   Ce flux induit dans le circuit secondaire de l'induit une force éle tro motrice Eg qui augmente le potentiel absolu du balai 6, par rapport au potentiel moyen des balais primaires 3 et 4 et tend par conséquent à renforcer le courant Ier dans l'en roulement shunt 20, L'enroulement auxiliaire 29 contribue également au renforcement du courantIex en produisant, sou l'influence de la tension E2 un flux bipolaire de même sens que le flux de réaction d'induit primaire, 
De ce fait, la tension de la génératrice 17 atteint rapidement la valeur U tandis que le flux de régulation décroit et finalement s'annule, en même temps que les ten- sions E1 et E2, l'enroulement excitateur 20 de la génératri se trouvant alors alimenté sous la tension U précitée, aux chutes de tension près entre les bornes 21 et 26. 



   Si la tension de la génératrice tend à dépasser la va- leur U, le flux de régulation s'établit en sens inverse, c'est-à-dire de Y vers X en créant dans le circuit primaire de l'induit un courant Il dont le sens est celui indiqué au dessin par la couche interne de signes ( +)et (0). Suivant un processus inverse du précédent, la réaction d'induit pri- maire dirigée maintenant de Q vers Z, engendre une tension E2 de signe contraire qui apparait aux balais 5 et 6. Cette tension E2 diminue le potentiel absolu du balai 6 par rappel au potentiel moyen des balais primaires et tend ainsi à dimi nuer le courant Iex et à ramener la tension de la génératric à sa valeur normal   U.   

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   Si pour une raison quelconque la tension de la généra- trios 17 devient inférieure à U, le flux de régulation s'établit de nouveau dans le sens de X vers Y en tendant à renforcer le courant Iex. 



   Le processus de régulation est identique dans le cas où la machine s'amorce avec une polarité inverse. Le courant 
Iex change de sens, mais le sens de rotation de l'excitatri- ce régulatrice ne change pas, de sorte qu'une augmentation de tension au delà de U a pour résultat l'apparition d'un flux de régulation dirigé de X vers Y et d'un flux de réac- tion d'induit primaire dirigé de Z vers Q, lequel tend à diminuer le potentiel absolu du balai 6 par rapport au po- tentiel moyen des balais 3 et 4, de sorte que le courant 
Iex diminue et que la tension est ramenée à sa valeur nor- male U.

   On voit donc que pour que la régulation soit effec- tive, il faut que le circuit d'utilisation constitué en l'occurence par l'enroulement d'excitation 20 soit connecté entre les balais primaires et le balai secondaire dont le potentiel varie en relation inverse des ampère-tours de l'enroulement de régulation. 



   L'excitatrice régulatrice qui vient d'être décrite peut être considérée comme résultant de la combinaison de trois machines élémentaires ayant un induit commun, à savoir une première génératrice bipolaire excitée par le flux de régu- lation pour produire aux balais primaires 3 et 4 une tension amplifiée une fois, une seconde génératrice bipolaire excité par la réaction d'induit de la première génératrice pour produire aux balais secondaires une tension secondaire ampli fiée deux fois qui est utilisée pour s'opposer à la cause qu a déterminé l'apparition du flux de régulation et un moteur      tétrapolaire utilisant à la fois les balais primaires et les balais secondaires et servant à entraîner les deux génératri ces bipolaires.

   La machine comprend donc deux étages amplifi   oateurs   et un étage moteur. 

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   Cette disposition permet de rendre l'excitatrice- régulatrioe mécaniquement indépendante de la machine à laquelle elle est couplée électriquement. 



   La machine qui vient d'être décrite peut évidemment fonctionner en génératrice auto-régulée à tension constant 
Le sens de rotation étant conservé, il suffit de conneoter la borne 8 non plus à la borne 26 mais à la borne 21, la tension constante étant disponible entre les bornes 21 et 
Pour entraîner la machine, il suffit soit de l'alimenter p: ses bornes 26 et 28 au moyen d'une source d'énergie   électr:   que appropriée, soit de l'accoupler à un moteur. C'est cet- dernière disposition que l'on a représentée à la Fig. 6. 



   Sur cette figure on a omis de représenter le circuit allant du.balai 5 à la home 26 qui dèvient inutile. A titi de variante, les deux bobines dont se compose l'enroulement de régulation 7 sont connectées en série entre les bornes E et 9. 



   Le fonctionnement de la machine est sensiblement le même qu'à la Fig. 5. L'induit étant entraîné en rotation, 1 machine s'amorce grâce à son magnétisme rémanent, les borne 21 et 28 étant par exemple positive et négative respective- ment. Les ampère-tours magnétisants n'ayant pas atteint la valeur ato il existe un flux de régulation dirigé de X vers Y et un flux de réaction d'induit primaire dirigé de Z vers Q qui augmente le potentiel absolu du balai 6 et par suite tension aux bornes 21 et 28. Quant la tension normale U cor- repondant aux appère-tours atc est atteinte, les deux flux précédents s'annulent. Si la tension croit au delà de sa va- leur normale U, ces deux flux réapparaissent mais en sens inverse d'où une diminution de potentiel absolu du balai 6   @   tendant à s'opposer à l'accroissement de la tension de la machine. 



   Pour effectuer une régulation d'intensité, il suffit de prévoir un enroulement de régulation connecté 'en série avec circuit parcouru par le courant que l'on veut réguler. 

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   Pour effectuer tout autre régulation, il suffit d'al menter l'enroulement de régulation avec un courant repro- duisant les variations de la quantité que l'on veut régul. 



   Dans l'exemple précédemment décrit l'effet correcteu: du flux de régulation est amplifié deux fois avant d'agir sur le déséquilibre qui a donné naissance aux flux de régi lation. 



   On va maintenant décrite avec l'aide des Figs. 7 à   @@   une machine régulatrice tétrapolaire dans laquelle cet eff correcteur est amplifié trois fois. 



   Comme représenté à la Fig. 7, la machina dont   l'axe   c rotation est indiqué en 30 comporte une carcasse ou statoi 
1 et un induit 2 que l'on a représenté sorti pour mieux vc les détails du stator. 



   L'induit 2 qui comporte deux paquets de tôle distinct 
31 et 32 est muni d'un collecteur et d'un enroulement qui est par exemple du mène type qu'aux Figures précédentes. 



   La stator 1 comporte un premier groupe de quatre p6le I1, Y1, Z1 et Q1 respectivement identiques aux   p8les   X, Y, Z et Q des figures précédentes et un second groupe de quat   pôles   X2, Y2, Z2 et Q2 normaux juxtaposés aux premiers. 



   L'induit 2 est normalement monté à l'intérieur du sta tor de manière que les deux paquets de tôle 31 et 32 forme: avec les deux groupes de   pôles   X1, Y1, Z1 et Q, et X2, Y2, Z2 et Q2 deux circuits magnétiques distincts. 



   Le stator comporte en outre, mais ceci n'est pas indi: pensable, quatre   pôles   de commutation A, B, C et D. 



   Les divers enroulements de la machine et leurs conne-   xions'   sont visibles à la Fig. 2 dans laquelle pour plus de clarté les deux circuits magnétiques sont représentés dispc ses suivant deux cylindres concentriques perpendiculaires E plan de la figure. Les polos sont indiqués par des aires hachurées et l'induit est supposé avoir la forme d'un   disqL   disposé au-dessous du plan de la figure. 

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   Le circuit primaire del'induit est fermé par la con- nexion 27 qui relie les balais 3 et 4. 



   Le circuit secondaire de l'induit est fermé par un circuit interne comprenant divers enroulements clairement représentés à   la,Fig.   9 dans un ordre qui est par exemple le suivant, la lettre N ou S qui suit le numéro de référant d'un enroulement quelconque indiquant la polarité   magnétiqi   produite par cet enroulement pour un courant allant du   bal@   5 au balai 6:

   enroulements compensateurs 33 (S) et 34 (N) disposés respectivement autour des groupes de   pôles   A, X2, X1 et B, Y2, Y1 - enroulements de commutation 35 (N) et 36 (S) sur les pôles B et A respectivement - enroulements excitateurs 37 (S), 38 (S), 39 (M) et 40 (N) sur les   pôles   X2, Y2, Z2 et Q2 respectivement - enroulements de commutatj 41 (N) et 42   (Si   sur les   pôles   C et D respectivement - enrc lements compensateurs 43 (S) et 44 (N) disposés respective- ment autour des groupes de   pôles   D, X2, X1 et Y1, Y2, C. 



   La connexion 27 des balais primaires et le point milie 45 du circuit interne reliant les balais secondaires sont 
 EMI12.1 
 reliés respectivement à,.,des bornes d'utilisation 46 et 47, 
La machine comporte enfin un enroulement de régulation 48 formé de quatre bobines disposées chacune autour de deux   pôles   juxtaposés et connectées en série entre les bornes 46 et 37 de manière à magnétiser tétrapolairement les deux cir- cuits magnétiques. De préférence on insère dans le circuit de l'enroulement de régulation un rhéostat   49   permettant   d'@   juster le point de fonctionnement de la machine. 



   Les divers courants élémentaires circulant dans   l'indu¯   et les flux qui le produisent seront représentés aux   Figs.K   et 12 sur deux diagrammes distincts relatifs aux deux   circu:     @   magnétiques, les diagrammes de la Fig. 10 étant utilisés   dai   le cas ou les ampère-tours de l'enroulement de régulation n'ont pas encore atteint la valeur atc (Fig.   111 et   ceux de 
 EMI12.2 
 71g. 12 daiia le cas ch'ces npère-tônrs'ônt,d6pïiaàé, lai ,P:;,}f?ijf:-, e 088 ,o,'cis"..père- urH '9n,t ':,d'pa;,J.. to (Y1g. 13). 

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   Le fonctionnement de la machine en génératrice est le suivant, en négligeant tout d'abord l'action des enroule- ments de compensation et de commutation : 
La machine supposée connectée à un circuit de charge (non représenté) et entrainée par exemple dans le sens de la flèche, s'amorce grâce à son magnétisme rémanent de sort qu'une tension apprait aux bornes 46 et 47 qui sont par exemple négative et positive respectivement. L'enroulement de régulation 48 soumis à cette tension produit un flux tétrapolaire   FO dont   la distribution est indiquée en Fo1 et Fo2 à la Fig. 10 et à la Fig. 12. 



   La valeur ato n'étant pas encore atteinte on voit en se reportant à la Fig. 10 qu'il existe un flux de régulatic 
F1 dirigé de Xi vers Y1. Ce flux F, produit dans l'induit un courant Il indiqué par la couche interne de signes   (t)   et (o) qui produit un flux de réaction d'induit primaire F2 dont la distribution dans les deux circuits magnétiques est indiquée en F2, 1 et F2 2. 



   Ce flux F2 produit dans l'induit un courant I2 indiqué par la couche intermédiaire de signes (t) et (o) qui se ferme par le circuit interne en allant du balai 6 au balai c'est-à-dire en sens inverse des flèches dessinées sur ce circuit. Ce courant I2 produit en circulant dans les enrou- lements 37 à 40 un renforcement du flux tétrapolaire initie 
Fo2, dont le sens est indiqué par la ligne F3 de la Fig. 1C 
La machine fournit donc une tension croissante qui con tribue à l'établissementd'un courant de charge I3 indiqué par la couche externe de signes   (t)   et (o) qui entre par le balais primaires et sort   par 13  les balais secondaires, de sor que l'on a un courant I2+ 2 dans la portion du circuit interne comprenant les enroulements 39 à 44 et un courant   I2 - I3/2 dans l'autre portion de ce circuit. 



  @ 2   

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La   diaposL   tion alternée des enroulements excitateurs 
37 à 40 du second circuit magnétique a pour but de les faire agir cumulativement vis à vis du courant I2 et dif- férentiellement vis à vis du courant I3, de sorte que les ampère-tours qu'ils produisent sont uniquement fonction de 
I2. 



   Lorsque les ampère-tours produits par l'enroulement de régulation atteignent la valeur ato correspondant à une valeur U de la tension de la machine, les courants Il, I2 et les flux F1, F2 s'annulent et la machine fonctionne comme une machine tétrapolaire normale. 



   . Si la tension de la machine tend à dépasser la valeur 
U, les ampère-tours de l'enroulement de régulation tendent par exemple vers une valeur et2 (Fig.13) et l'on voit en se reportant à la Fig. 12 que les flux F1 et F2 s'inversent en produisant une diminution du flux tétrapolaire comme indiqu par la ligne F3, de sorte que la tension de la machine est constamment ramenée   à sa   valeur normale U. 



   Les enroulements compensateurs 33,   34,   43 et 44 ent principalement pour but de compenser la réaction d'induit secondaire due au courant I2. 



   Comme on le voit aux Figs. 8 et 9 la disposition alter- née de ces enroulements compensateurs a pour but de rendre leurs ampère-tours indépendants de I3 et fonction uniquemen de I2 mais seulement dans la section transversale commune limitée par les portions de ces enroulements qui se chevau- chent sur les pales X1 X2 d'une part et les pales Y1 Y2 d'autre part, tandis que les portions de ces enroulements qui s'étendent jusques autour des pales de commutation pro- duisent des ampère-tours auxiliaires qui sont à la fois fonction de I2 et de I3. 



   Les ampère-tours auxiliaires dus à I2 créent dans le circuit seoondaire de l'induit une force électro-motrice qu facilite la commutation du courant I2 tandis que les 

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 ampère-tours dus à I3 créent dans les circuits primaire et seoondaire une force électro-motrice qui facilite la commutation du courantI3. Les enroulements de commutation 35, 36, 41 et 42 produisent de la même façon des ampère-tou qui sont fonction à la fois de I2 et de I3 et qui complèten simplement l'action des ampère-tours auxiliaires précités oe qui permet de réduire l'encombrement et le cuivre de ces enroulements. 



   En ajustant le nombre de spires des enroulements des différents groupes, il est possible de faire apparaître un 
 EMI15.1 
 a=-eoml>oundage ou un aous-compoundage par le courant 12 et par le courant I3. 



   Les enroulements compensateurs 33,34,43 et 44 que l'on a supposé bobinés autour des p8les peuvent bien entendu et du type à face polaire. 



   La machine qui vient d'Stre décrite peut   @tre   considér comme résultant de la combinaison d'une première machine utilisée comme génératrice régulatrice et d'une seconde ma- ohine utilisée comme survolteur-dévolteur vis-à-vis de la première. Ces deux machines pourraient bien entendu être mécaniquement indépendantes au lieu d'être réunies en une seule. 



   Dans les deux exemples qui viennent d'être décrits, le flux de régulation est obtenu en utilisant la différence de potentiel magnétique entre deux pâles de même polarité appe tenant à deux circuits magnétiques élémentaires qui font partie d'un même circuit magnétique principal. 



   ,Le flux de régulation peut également être obtenu en utilisant la différence de potentiel magnétique entre deux polos de marne polarité mais appartenant à deux circuits magnétiques distincts. 



   C'est cette dernière disposition qui est utilisée dan: la machine qui va maintenant être décrite avec l'aide des 
 EMI15.2 
 " 71gs. i4 a 16. 

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   Comme représenté à la Fig. 14, la machine dont l'aie de rotation est indiqué en 30 comprend un stator 1 et un induit 2 à deux paquets de tôles 31 et 32 muni d'un   enrou-   lement qui peut être du même type que celui utilisé   aans   les machines précédentes. Le stator comporte deux groupes de   pôles   juxtaposés X3,Y3,Z3,Q3 et X4,Y4,Z4,Q4. L'un au moins des p8les I3 Y3 est identique au pôle X et   les p6les   
X4 Y4 sont identiques au pôle Y de la Fig. 1. Les   pôles   Z3, 
Q3,Z4 et Q4 sont normaux. 



   Les deux groupes de   p8les   constituent avec les deux paquets de tôles de l'induit, deux circuits magnétiques distincts. 



   Les divers circuits de la machine sont représentés à la Fig. 15 de la même façon que pour la machine de l'exempl précédent. 



   Les balais primaires 3 et 4 sont simplement reliés entre eux par une connexion 27. Les balais secondaires 5 et 
6 sont reliés respectivement aux bornes d'utilisation 50 et 
51 par un circuit comprenant un enroulement compensateur 53 disposé autour de deux groupes de   p6les   X3,X4 et   Y3,Y4   de manière à compenser la réaction d'induit due au courant se- condaire ou courant de charge. 



   La machine comporte enfin un enroulement de régulation constitué par six bobines 54,55,56,57,58 et 59 connectées en série entre les bornes 50 et 51 et disposées respective- ment sur les   pôles   X3,X4,Y3,Y4,Q3 et Q4 Z3 et Z4 de manière à produire deux flux bipolaires de sens Inverses suivant le axes X3 Y3 et X4 Y4 et deux flux bipolaires de même sens suivant les axes Z3 Q3, Z4 Q4. 



   Le fonctionnement de la machine en génératrice est le   @ suivant:   
La machine supposée connectée à un circuit de charge et entraînée par exemple dans le sens de la flèohe, s'amorc de telle sorte qu'une tension apparaît entre les bornes 50 et 51 respectivement positives et négatives, par exemple, 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 / de sorte que les bobines 58 et 59 de l'enroulement de bi régulation produisent un flux/polaire principal allant des   p8les   Q3, Q4 aux p8les Z3, Z4 qui induit dans le circuit secondaire de l'induit un courant de charge I2 dont le sens est indiqué par la couche externe de signes (+) et (o) et les flèches dessinées sur le circuit des balais secondaires. 



   Comme on le voit sur la Fig . 16 où les   courbes @1   et   @2   représentent respectivement les courbes de magnétidatio des paires de polos X3 Y3 et X4 Y, , le flux bipolaire sui- vant l'axe X3 Y3 est supérieur en valeur absolue au flux bipolaire suivant l'axe X4 Y4 étant donné que les ampère- tours de l'enroulement de régulation n'ont pas encore at- teint la valeur ato pour laquelle ces flux sont égaux. Le flux résultant suivant l'axe de commutation secondaire est dirigé dans le sens des   pôles   Y3 Y4 vers les ôles X3 X4 e induit par conséquent dans le circuit primaire de l'induit un courant Il dont le sens est indique par la couche inter de signes (+) et (o).

   Le courant Il produit une réaction d'induit primaire dirigée dans le même sens que le flux bipolaire principal, de sorte que la tension de la machine atteint rapidement sa valeur normale U correspondant aux ampère-tours até. 



   Le flux de régulation s'annule ainsi que la réaction d'induit primaire et la machine fonctionne alors comme une machine bipolaire normale. 



   Si la tension augmente, le flux de régulation et la réaction d'induit primaire réapparaissent dans l'autre sen et tendent à ramener la tension à sa valeur normale. 



   Dans l'exemple présent, l'action correotrice du flux de régulation est amplifiée deux fois. L'amplification peu être accrue en utilisant un enroulement auxiliaire 60 con-   necté   entre les balais primaires et disposé sur les paires 
 EMI17.1 
 de pelos zzo Q3 et Z4 Q4 de manière produire un flux .#---.. :-y :¯ . ¯ .--- ----'.'-   auxiliaire  de   marne   sens que la réaction   d'Induit primaire.   

 <Desc/Clms Page number 18> 

 



   On peut à titre de variante supprimer les   pôles   Z et 
Q3 ainsi que les pôles X4 et Y3 avec leurs bobines 55 et 
56, les   p81es   restants formant avec l'induit un circuit magnétique unique. La machine fonctionne de la mené façon mais présente l'inconvénient que l'un des polos de mêmes réluctances se sature très vite sous l'influence combinée du flux bipolaire principal, de la composante du flux tétrapolaire produits par les enroulements 54 et 57 et de la réaction d'induit primaire. 



   Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. 



   C'est ainsi que le flux sensiblement constant fourni par les   p6les   saturés peut également être produit par un aimant permanent, qui sera substitué au pâle saturé, la régulation s'effectuant toujours autour du point d'inter- section de la caractéristique de flux horizontale du pôle constitué par l'aidant permanent et de la caractéristique inclinée du p6le non saturé.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1,- Machine dynamo-électrique caractérisée en ce qu'elle comporte un induit et une carcasse magnétique multipolaire associée avec l'inauit pour former avec celui-ci plusieurs circuits magnétiques élémentaires et des moyens d'excitation pour produire des flux dans ces circuits, deux au moins de ceux-ci ayant des caractéristiç magnétiques différentes de telle sorte que leurs flux soie égaux pour une valeur donnée de l'excitation et différents pour une valeur différente de l'excitation.

   2.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicatic 1, caractérisée en ce que les deux circuits magnétiques élémentaires précités ont des degrés de saturation diffé- rents.

   3.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicatic 2, caractérisée en ce que les deux circuits magnétiques élé mentaires précités sont agencés pour que leurs flux agis - sent différentiellement dans l'induit, de manière à créer dans celui-ci une différence de potentiel magnétique qui est variable suivant l'excitation et nulle pour ladite va- leur donnée de l'excitation.

   4.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicatic 3, caractérisée en ce que les deux circuits magnétiques élémentaires précités appartiennent soit à un même circuit magnétique soit à des circuits magnétiques distincts.

   5. - Machine dynamo-électrique suivant la revendicatic 4, caractérisée en ce que les deux circuits magnétiques élémentaires précités sont excités de telle sorte que leur flux soient égaux pour une valeur déterminée de l'excitât! de l'un au moins de ces circuits et alternativement prépon dérants pour une valeur de l'excitation alternativement in férieure et supérieure à cette valeur déterminée de sorte que la différence de potentiel magnétique précitée produit dans l'induit un flux de régulation résultant qui s'annule pour cette valeur déterminée de l'excitation et qui s'inve se lorsque l'excitation passe d'une valeur inférieure à un EMI19.1 ..... '9!":\..I'o...J..::: i. ':'.: -jj.''.-' valeur supérieure à ladite valeur donnée. <Desc/Clms Page number 20>

   6.- Machine dynamo-électrique suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'un des deux circuits magnétique élémentaires est excité au moyen d'un aimant permanent et l'autre au moyen d'un enroulementde régulation alimenté pa un courant variable, de telle sorte que le flux de régula- tion s'inverse pour une valeur déterminée des ampère-tours produits par l'enroulement de régulation.

   7.- Machine dynamo-électrique suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'un des circuits magnétiques élé mentaires a uneréluctance de fer relativement élevée et un réluctance d'entrefer relativement faible vis-à-vis de l'au tre, l'un et l'autre de ces circuits étant excités au moyen d'un enroulement de régulation alimenté par un courant va- riable en grandeur et en direction, de telle sorte que le flux de régulation s'inverse pour une valeur déterminée des ampère-tours totaux produits par l'enroulement de régulatic 8.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicatior 5, caractérisée en ce que l'induit comporte un groupe de balais primaires et un groupe de balais secondaires décalés électriquement par rapport aux précédents pour constituer dans l'induit un circuit primaire et un circuit secondaire respectivement,

   les balais primaires étant reliés par une connexion, et les deux circuits magnétiques élémentaires dE caractéristiques magnétiques différentes étant agencés de manière que le flux de régulation soit dirigé sensiblement suivant l'axe de commutation secondaire de l'induit pour produire au moyen de le réaction d'induit primaire une dif- férence de potentiel amplifiée entre les balais secondaire:

   9.- Machine dynamo-électrique suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux parre de pales opposés, un enroulement de régulation disposé sur deux au moins de ces pâles pour donner des polarités diffé- rentes à deux pales adjacents et des polarités semblables deux pôles distants, les pôles étant disposés de manière q- <Desc/Clms Page number 21> deux pâles ayant une même polarité appartiennent aux deux circuits magnétiques élémentaires de caractéristiques magnétiques différentes, et l'induit comportant deux balai primaires et deux balais secondaires,

   les balais étant dis- posés par rapport aux pôles de manière que les deux pôles précités de même polarité soient disposés sensiblement sui vant l'axe de commutation secondaire.

   10.- Machine dynamo-électrique suivent la revendicati 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des pôles disposés sensiblement suivant l'axe du flux de réaction d'induit primaire pour permettre à ce flux de se fermer par la car- casse.

   11.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicati 10, caractérisée en ce que ces p8les comportent en enroule ment excitateur alimenté par un courant dont l'intensité e fonction de la tension aux bornes des balais secondaires e agencé pour produire un flux dirigé sensiblement suivant l'axe de commutation primaire de l'induit.

   12. - Machine dynamo-électrique suivant la revendicatic 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un induit tétrapole re multiple relié à un collecteur ayant deux balais primai res opposés et deux balais secondaires opposés, une carcas ayant un groupe de quatre pôles comprenant une première pa re de pôles opposés suivant l'axe des balais primaires et une seconde paire de pôles opposés suivant l'axe des balai secondaires et un enroulement de régulation disposé sur l'une au moins des paires de pôles de manière à produire @ flux tétrapolaire susceptible de communiquer des polarités opposées aux balais primaires et secondaires,

   l'un des pôl de la première paire ayant une réluctance de fer relative- ment élevée et une réluctance d'entrefer relativement fait vis-à-vis de l'autre et l'enroulement de régulation étant alimenté par un courant variable en grandeur et en directi de manière à créer suivant l'axe des balais primaires un <Desc/Clms Page number 22> flux de régulation variableen grandeur et en direction qui s'inverse pour une valeur déterminée des ampère-tours de l'enroulement de régulation, 13.- Machine dynamo-électrique suivant la revendica- tion 12,

   caractérisée en ce qu'elle comporte deux conne- xions internes reliant respectivement les deux balais secondaires à deux bornes d'utilisation susceptibles d'êtr connectées aux extrémités d'un circuit extérieur et un enroulementcompensateur parcouru par le courant secondaii circulant dans le circuit secondaire de l'induit et dispos dans l'axe des balais primaires pour neutraliser le flux de réaction d'induit secondaire.

   14. - Machine dynamo-électrique suivant la revendicati 13, caractérisé en ce que les pôles de la seconde paire comportent un enroulement excitateur alimenté par un court dont l'intensité est fonction de la différence de potentiel entre les balais secondaires et agencé pour produire un flux dirigé sensiblement suivant l'axe des balais secon- daires.

   15. - Machine dynamo-électrique suivant la revendicati 13, caractérisés en ce que l'enroulement compensateur com- prend deux bobines disposées sur les p8les de rélectances différentes et connectées en série dans une connexion inte ne et deux bobines disposées sur ces mêmes pôles et connec tées en série dans l'autre connexion interne, ces bobines étant disposées de manière à produire des flux différentie pour des courants allant des bornes aux balais secondaires et des flux cumulatifs pour un courant allant d'une borne à l'autre.

   16.- Machine dynamo-électrique suivant la revendicati 15, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour connecter un circuit de charge entre les balais primaires et l'une des bornes précitées, l'enroulement de régulation <Desc/Clms Page number 23> étant alimenté par un courant variable dont le sens est tel que le potentiel absolu du balai secondaire relié au cir- ouit de charge par rapport au potentiel moyen des balais primaires varie en relation inverse du rapport de la valeur actuelle des ampère-tours de l'enroulement de régulation à. ladite valeur déterminée de ces ampère-tours.

   17.- Machine dynamo-électrique suivant la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour connecter une source a'énergie éleotrique entre la connexion des balais primaires et la borne non reliée au circuit de charge, l'enroulement de régulation étant alimenté par un courant variable dont le sens est tel que le potentiel abso- lu du balai secondaire relié au circuit de charge par rap- port au potentiel moyen des balais primaires varie en rela- tion inverse du rapport de la valeur actuelle du rapport des ampère-tours de l'enroulement de régulation ladite valeur déterminée de ces mornes ampère-tours.

   18.- Machine dynamo-éleotrique suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un second groupe de quatre pôles auxiliaires, juxtaposés aux pôles du premier groupe et un induit à deux paquets de tales formant avec le premier et le second groupes de pôles un circuit magné- tique principal et un circuit magnétique auxiliaire respeo- tivement, un circuit interne connecté entre les balais secondaires, des moyens pour connecter un circuit de charge entre la connexion des balais primaires et le circuit inter- ne,

   un enroulement excitateur réparti sur au moins deux pôle opposés du second groupe et parcouru par le courant secondai re de l'induit pour produire dans le second circuit magnétiq un flux tétrapolaire auxiliaire variable corrélativement ave le courant secondaire de manière à être alternativement addi tif et soustractif vis-à-vis du flux tétrapolaire principal pour une valeur alternativement inférieure et supérieure à ladite valeur déterminée des ampère-tours de l'enroulement <Desc/Clms Page number 24> de régulation et un enroul'ement compensateur pardouru par le courant secondaire et disposé dans l'axe des balais primaires pour neutraliser le flux de réaction d'induit secondaire.

   19. - échine dynamo-électrique suivant la revendication 18, caractérisée en ce que le circuit de charge est connecté au point milieu du circuit interne et divise celui-ci en deux connexions internes, l'enroulement excitateur comprenant deux groupes de deux bobines respectivement disposées sur les pôles de chaque paire de pôles auxiliaires opposés et connectées dans une connexion interne et l'enroulement compensateur comprenant deux groupes de deux bobines dispo- sées sur les pales juxtaposés aux extrémités de l'axe des balais primaires et connectées dans une connexion interne, les bobines excitatrices et compensatrices étantdisposées de manière à agir cumulativement vis-à-vis du courant secon- daire et différentiellement vis-à-vis du courant de charge.

   20. - échine dynamo-électrique suivant la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre pales auxi- liaires disposés entre les pôles juxtaposés, les deux bobines compensatrices de chaque connexion interne s'étendant jusques autour de deux pôles auxiliaires situés de chaque côté de l'axe des balais primaires.

   21. - Machine dynamo-électrique suivant la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comporte un enroulementde commutation comprenant quatre bobines disposées sur les polos de commutation et réparties également dans les deux connexion internes.

   22.- machine dynamo-électrique suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte un induit à courant continu ayant deux balais primaires et deux balais secondai- res, une carcasse ayant deux paires juxtaposées de pôles opposés, disposés suivant l'axe de commutation secondaire de <Desc/Clms Page number 25> l'induit et au moins deux pôles opposés suivant l'axe de commutation primaire de l'induit, l'induit comportant deux paquets de tôle formant avec les deux paires de pôles précitées un premier et second circuits magnétiques, un enroulement de régulation disposé sur l'un au moins des pales des deux paires de manière à créer suivant les axes de celles-ci deux flux bipolaires en opposition,

   l'un au moins des p8les d'une paire ayant une réluctance ae fer relativement élevée et une réluctance d'entrefer relative- ment faible vis-à-vis des pâles de l'autre paire, l'enrou- lement de régulation étant alimenté par un courant variable en grandeur et en direction de manière à créer suivant l'axe des balais primaires un flux de régulation variable en grandeur et en direction qui s'inverse pour une valeur déterminée des ampère-tours de l'enroulement de régulation, les p8les opposés suivant l'axe de commutation primaire comportant un enroulement excitateur auxiliaire agencé pour produire un flux bipolaire dirigé suivant cet axe,

   deux con- nexions internes reliant respectivement les deux balais secondaires à deux bornes d'utilisation et un enroulemmt compensateur disposé suivant l'axe de commutation secondiar@ pour produire un flux en opposition avec la réaction d'inuu secondaire.

   23.- Machine dynamo-électrique suivant l'une quelconquf des revendications 12 à 22, caractérisée en ce qu'un p8le a< réluctance relativement élevée comporte un shunt magnétique réglable pour faire varier son degré de saturation.

   84.- Machine dynamo-électrique suivant l'une quelconque des revendications 12 à 23, caractérisée en ce que l'enroule ment de régulation est parcouru par un courant dont l'inten- sité est fonction de la tension de charge de la machine.