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MACHINES ELECTRIQUES.
La présente invention se réfère à des machines électriques et elle a pour objet un mécanisme électrique simple, pratique et efficace ne présentant pas les complications mécaniques inhérentes à la plupart de telles machines.
Les machines électriques ordinaires, telles que les génératri- ces par exemple, nécessitent des dispositifs formant redresseurs mécaniques.
Ces dernières se présentent habituellement sous la forme de collecteurs, de bagues collectrices, etc., et impliquent l'utilisation de balais, de porte-balais et autres organes mécaniques de ce genre. En pratique, la plu- part des pannes et des réparations nécessaires dans le cas des machines électriques sont dues aux collecteurs, aux bagues collectrices et autres dispositifs mentionnés ci-dessus ou sont entraînées par leur présence.
L'invention a pour objet l' établissement d'une machine.élec- trique où le dispositif mécanique sous forme de collecteur ou de bagues collectrices est supprimé et remplacé par un redresseur ne comportant pas de balais ou organes analogues se déplaçant par rapport à d'autres organes, ce redresseur pouvant être avantageusement incorporé au rotor de la ma- chine ou former partie de ce rotor.
L'invention a encore pour objet l'établissement d'une machine électrique du type général rappelé ci-dessus utilisant un redresseur du type sec ou à plaques, ce redresseur étant disposé par rapport aux autres organes de la machine de manière à pouvoir être facilement et rapidement remplacé ou réparé suivant les circonstances.
Conformément à la présente invention, le redresseur utilisé peut être disposé en un point tel qu'il soit immédiatement accessible par une extrémité de la machine sans se trouver à l'intérieur de celle-ci comme cela est généralement le cas lorsqu'on utilise un collecteur ou organe a nalogue.
L'invention a encore pour objet l'établissement d'une machine du type indiqué comportant un redresseur sec ou du type à plaques de construc- tion ramassée, n'occupant que peu de place dans le sens axial de la machine,
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ce qui permet d'établir une machine ayant une longueur hors tout minimum.
L'invention a aussi pour objet un redresseur de constitution et de forme améliorées et pouvant être utilisé avantageusement dans les géné- ratrices électriques et machines analogues.
L'invention couvre encore un rotor pour machine électrique constitué par un bloc unique formant à la fois l'inducteur principal de la machine,l'induit d'une excitatrice ou d'une génératrice de courant alter- natif et un redresseur transformant le courant de sortie de l'excitatrice afin de fournir l'inducteur principal en courant continu et cela sans avoir recours à des balais, à des bagues collectrices ou autres dispositifs méca- niques.
Un objet complémentaire de l'invention consiste en l'établisse- ment d'une génératrice électrique ou machine analogue du type général dont il a été question et comprenant un dispositif de réglage permettant de mo- difier l'excitation de l'inducteur suivant la charge électrique appliquée à la génératrice.
Enfin l'invention permet d'établir une génératrice électrique ou machine analogue du type général décrit et comportant une excitatrice à inducteur compound comportant un aimant permanent ainsi que des éléments électromagnétiques,tandis qu'un réglage est prévu pour modifier le fonc- tionnement des éléments électro-magnétiques suivant les modifications du facteur de puissance de la génératrice.
La présente invention peut être appliquée à différentes ma- chines électriques et d'une manière plus particulièrement avantageuse à une génératrice électrique comprenant en gros une génératrice principale dont l'inducteur comprend un ou plusieurs éléments électromagnétiques re- cevant l'énergie de l'excitatrice, cette dernière produisant ou engendrant un courant alternatif appliqué au redresseur pour fournir du courant con- tinu à l'inducteur de la génératrice. Dans un mode d'exécution préféré, la génératrice comporte un carter avec des fonds intérieur et extérieur et un arbre traversant ce carter et portant un inducteur fonctionnant à l'in- térieur de l'induit monté dans le carter.
L'arbre portant l'inducteur pré- sente un alésage longitudinal et sert à porter la partie tournante de l'ex- citatrice ainsi que le redresseur de manière que ces organes associés for- ment un rotor unique. L'excitatrice comporte un inducteur porté dans le carter, par exemple par l'un de ses fonds, et un induit monté sur l'arbre à l'intérieur de l'inducteur. L'inducteur de l'excitatrice comporte un ou plu- sieurs aimants permanents et un ou plusieurs éléments électromagnétiques.
Dans un mode d'exécution préféré, le redresseur est porté par l'arbre pour tourner avec celui-ci et il'peut être disposé sur l'extrémité de l'arbre ou à l'extérieur du carter de la génératrice de telle sorte qu'il est facilement accessible.
Le redresseur est du type à plaques sèches ou encore du type généralement appelé redresseur au sélénium, bien que l'on puisse utiliser en pratique dans sa construction ou dans son établissement tous matériaux appropriés ou toutes combinaisons de matériaux. Conformément à l'invention, le redresseur est caractérisé par une série d'éléments en forme de plaques dont l'une peut être utilisée comme support pour les autres. Dans un cas typique, un support plat en matière isolante porte des plaques en métal électronégatif sur lesquelles reposent des éléments de sélénium ou analo- gues. Des connexions ou des fils électriques appropriés s'étendent à l'in- térieur de l'arbre pour relier l'inducteur de la machine à l'induit de l'excitatrice et au redresseur.
Un réglage prévu conformément à l'invention assure l'excita- tion d'un ou plusieurs éléments électromagnétiques de l'excitatrice par le courant fourni par la génératrice principale. Dans une disposition sim- ple typique, un transformateur est excité par le voltage fourni par la génératrice. Le débit fourni par le secondaire du transformateur est re- dressé par un redresseur approprié pour alimenter un ou plusieurs éléments
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électromagnétiques de l'excitatrice.
Conformément à l'invention, l'induc- teur de l'excitatrice étant un inducteur compound comprenant un aimant permanent et un élément électromagnétique, le réglage peut être tel que l'action de l'élément électromagnétique s'ajoute à celle de l'aimant per- manent ou encore il peut lui être associé de manière à s'opposer à l'ai- nant ou au magnétisme permanent qui se présente.
Suivant une autre forme d'exécution de l'invention, l'excitatrice présente un inducteur compound comportant un inducteur électromagnétique et une série de bobines électro- magnétiques, 1-'une de ces bobines étant excitée par la génératrice par l'intermédiaire d'un transformateur d'intensité destiné à agir en même temps que l'aimant permanent et à renforcer son action tandis qu'une autre de ces bobines fonctionne sous l'action d'un transformateur de potentiel ou est excitée par ce transformateur qui est excité lui-même par la géné- ratrice et sert à s'opposer à l'action de-la bobine mentionnée en pre- mier lieu et de l'aimant permanent.
Les transformateurs excitant les bo- bines inductrices de l'excitatrice peuvent être en rapport de phase tel que le champ inducteur de l'excitatrice varie avec le facteur de puissan- ce de la génératrice, le champ inducteur croissant en intensité lorsque le facteur de puissance tombe.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront compris plus aisément d'après la description détaillée suivante de modes d'exécution et d'applications typiques de l'invention, cette description étant faite en se référant aux dessins ci-joints sur lesquels:
La fig. 1 est une coupe longitudinale de détail d'un bloc coin-- prenant une génératrice, une excitatrice et un redresseur.
La fig. 2 est une coupe transversale détaillée du bloc repré- senté en fig. 1, la coupe étant faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe transversale de détail du même bloc, cette coupe étant faite suivant la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe de détail à plus grande échelle suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
Les fige. 5, 6 et 7 sont des coupes de détail à plus grande échelle suivant les lignes 5-5, 6-6, 7-7 respectivement de la fig. 3.
La fig. 8 est une vue schématique représentant les pièces élec- triques et les liaisons formant partie du redresseur.
La fig. 9 est un schéma du montage du redresseur.
La fig. 10 est un schéma représentant les liaisons électriques associées à une forme d'exécution typique de l'invention.
La fig. 11 est une variante du schéma de la fig. 10;
La fig. 12 est une autre variante des schémas des figs.10 et 11.
Les fig. 13 est un graphique représentant le fonctionnement comparé des formes d'exécution des Figs. 10, 11 et 12.
La présente invention comporte différentes caractéristiques susceptibles d'être appliquées d'une manière générale à des machines élec- triques.
Pour faciliter la compréhension de ces caractéristiques,, on va décrire l'invention comme appliquée à une génératrice de courant alter- natif; toutefois, il doit être bien entendu que ce type de machine est des- tiné uniquement à servir d'exemple et que 1-'invention est également appli- cable aux machines conçues pour d'autres applications particulières ou des- tinées à de telles applications.
Suivant une forme d'exécution typique de l'invention, la ma- chine comprend d'une manière générale une génératrice principale G, une excitatrice E fournissant le courant à l'inducteur de cette génératrice et un redresseur R servant à redresser le courant provenant de 1-*excita-
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trice E sous forme de courant alternatif de manière à alimenter la géné- ratrice G en courant continu.
Dans la forme d'exécution particulière représentée sur le sché- ma de la fige 10, l'inducteur de l'excitatrice est du type compound et comprend un ou plusieurs aimants permanents et un ou plusieurs éléments
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La génératrice principale G utilisée pour l'exécution de l'inven- tion peut présenter des' différences considérables de forme et de construc- tion. Dans l'exemple représenté au dessin, la génératrice G est une géné- ratrice à courant alternatif présentant un inducteur excité électriquement et, dans le cas de l'invention, l'excitatrice sera comprise comme étant distincte de la génératrice, bien qu'elle puisse être montée ou considérée comme formant partie de la génératrice le cas échéant.
En ce qui concerne sa construction, la génératrice G est repré- sentée comme comportant un carter constitué par un corps cylindrique 10, par un fond 11 fernant l'extrémité intérieure du carter et par un autre fond 12 fermant l'extrémité extérieure du carter. Un arbre S tourillonne dans les portées 13 aux extrémités de la génératrice et s'étend suivant l'axe du carter 10. Un induit A est monté dans le corps 10 du carter tan- dis qu'un inducteur F est monté sur l'arbre S pour agir à l'intérieur de l'induit A.
Dans le cas particulier représenté en fig. 1 des dessins, l'arbre S présente un élément d'entraînement 20 pénétrant dans le carter par le fond 11 et de plus une partie tubulaire 21 reliée ou accouplée à cet élément d'entraînement et s'étendant à l'intérieur du carter pour porter l'inducteur F et pour être porté dans le palier à l'extrémité ex- térieure du carter. Dans le cas particulier représenté, l'élément d'en- traînement 20 peut former une partie ou un prolongement d'un arbre pré- vu sur le moteur d'entraînement, moteur à combustion interne ou autre, et dans un tel cas l'accouplement entre les éléments d'arbre 20 et 21 peut comprendre un volant 23 monté sur l'élément d'arbre 20 à l'intérieur du carter et des éléments d'accouplement flexible 24 reliant le volant 23 à l'élément d'arbre tubulaire 21.
Lorsqu'on utilise une telle construction, il peut être avan- tageux de prévoir sur l'élément d'arbre 20 un prolongement ou guide 25 pénétrant dans l'extrémité de l'élément tubulaire 21 pour maintenir les dits éléments alignés l'un sur l'autre. Dans le cas représenté aux des- sins, il est prévu un ventilateur ou un dispositif de soufflage 26 sur .le volant 23 et lorsque la génératrice fonctionne, le dispositif de souf- flage sert à faire circuler l'air dans les éléments de la machine, des ouvertures d'aération 27 et 28 étant prévues à cet effet dans les fonds correspondants 11 et 12.
L'induit A de la génératrice principale G est représenté com- me un ensemble annulaire monté dans le corps 10 du carter et les enrou- lements 30 de l'induit A présentent des fils d'amenée 31 partant de la génératrice et sortant à l'intérieur d'un câble 32 du carter de la géné- ratrice en passant par une ouverture appropriée 33.
L'inducteur F de la génératrice principale est constitué par un ensemble approprié monté sur la partie tubulaire ou élément tubulaire 21 de l'arbre S pour passer à l'intérieur de l'induit A et il comporte des fils d'amenée 35 et 36-aboutissant aux enroulements 37 de l'inducteur, ces fils traversant l'élément d'arbre 21 pour sortir par les ouvertures latérales 38 dans le dit élément d'arbre 21.
L'excitatrice E qui forme en fait partie des accessoires de la génératrice principale G est montée de préférence dans le carter de la dite génératrice principale.
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' Conformément à la présente invention, l'excitatrice est con- stituée par une génératrice classique simple de courant alternatif, com- portant un inducteur fixe 40 et un induit tournant 41.
L'excitatrice est représentée comme une génératrice triphasée, étant donné qu'une telle génératrice est une machine simple à enroulement diamétrale toutefois, cette excitatrice pourrait être établie sous forme d'une machine monophasée, biphasée ou hexaphasée, etc. suivant les cir- constances.
Dans le dispositif représenté, l'excitatrice E est montée ou portée à l'intérieur du fond 12 du carter de la. génératrice et son in- ducteur 40 forme un ensemble en forme d'anneau porté à l'intérieur d'une bague 42 montée dans une portée annulaire 43 ménagée dans le fond 12. Dans la forme d'exécution particulière représentée aux dessins et en particu- lier sur le schéma de la fig. 10, l'inducteur 40 de l'excitatrice E forme un ensemble compound comprenant des aimants permanents 45 et des électro- aimants avec leurs enroulements 46.
Dans le cas d'une bague 42 prévue com- me décrit ci-dessus et comme représenté aux figs. 1 et 2 des dessins, le fond 12 du carter portant l'inducteur 40 peut être établi en une matière non magnétique, auquel cas la bague 42 est en une matière magnétique tel- le que le fer et forme le support nécessaire du flux magnétique désiré pour les inducteurs. Dans le cas où l'inducteur 40 est un ensemble com- pound comme représenté, les enroulements 46 de ses électro-aimants peuvent être alimentés par des fils d'amenée 50 formant un câble 51 pénétrant dans le carter de la génératrice G par une ouverture appropriée.
L'induit de l'excitatrice E est monté sur l'élément d'arbre 21 pour se trouver à l'intérieur de l'inducteur 40 et les enroulements 55 sup- posés triphasés de l'induit 41 comportent des fils de sortie 56, 57 et 58 venant des dits enroulements 55 pour pénétrer dans l'élément d'arbre 21 par des ouvertures latérales 59 et traverser l'arbre longitudinalement jus- qu'au redresseur R.
Le redresseur R conforme à la présente invention reçoit le cou- rant alternatif fourni par l'excitatrice E et le redresse afin de fournir du courant continu aux fils 35 et 36 reliant le redresseur R aux enroule- ments 37 de l'inducteur F de la génératrice G. Conformément à l'invention, le redresseur R est monté sur l'arbre S ou est porté par lui de manière à fonctionner avec lui, solidairement avec l'inducteur F de la génératrice G et l'induit 41 de l'excitatrice E. L'arbre S l'inducteur F, l'induit 41 et le redresseur R forment le rotor de la machine. Dans une forme d'exécu- tion préférée de l'invention, le redresseur est un simple redresseur sec ou un redresseur du type à plaques et il peut être constitué par ce que l'on appelle généralement un redresseur au sélénium.
On va à titre d'exemple se référer à un redresseur comportant des éléments ou plaques au sélénium as- sociés à des corps ou plaques d'un métal électronégatif. Il doit être bien entendu que l'on pourrait aussi bien utiliser l'oxyde de cuivre, le sulfu- re de magnésium et de cuivre ou toute autre matière semi-conductrice pré- sentant une caractéristique de redressement appropriée, à la place du sé- lénium. En utilisant le terme sélénium, on entend comprendre par là tous les équivalents du sélénium.
Le redresseur particulier au sélénium représenté aux dessins est tel qu'il peut agir sur un courant alternatif triphasé fourni par l'excitatri- ce E et les fils 56,57 et 58 pour fournir à son tour du courant continu par les fils 35 et 36.
Bien que le redresseur R puisse en pratique subir des grandes modifications dans sa forme, dans sa tructure et dans sa disposition, il est préférable de le monter sur l'extrémité extérieure de l'élément d'arbre 21 ou de le faire porter par cette extrémité et même au-delà du palier -extérieur 13 portant l'arbre S, auquel cas il se trouve effectivement sur l'extrémité de l'arbre S sur lequel il est monté par l'intermédiaire d'un bout d'arbre 60 prolongeant l'arbre S. Dans le cas représenté, le redresseur se trouve au- delà ou à l'extérieur du fond 12 du carter de la génératrice et est entouré
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par un carter spécial formant un prolongement 61 du fond 12, comme repré- senté en fig. 1.
Le redresseur comporte dans sa construction une série de pla- ques ou d'organes analogues et l'une de ces plaques peut servir de monta- ge ou de support pour les autres. Dans le cas représenté, le redresseur comprend un support 62 en matière isolante, des plaques de métal électro négatif sur le support et des éléments de sélénium ou analogues sur les plaques. Le support représenté est constitué par un disque rond et plat 62 en matière isolante, monté sur le bout d'arbre 60 au moyen de disposi- tifs de fixation appropriés 63 (fig. 4) de manière à être disposé concen- triquement par rapport à l'arbre dans un plan perpendiculaire à l'axe de ce dernier.
Une plaque 64 en métal électronégatif approprié tel que l'alu- minium est disposée sur la surface extérieure 65 du support et peut être constituée par une plaque annulaire disposée concentriquement par rapport au support 62 et maintenue à plat sur ce dernier. Une plaque du même mé- taltal sur la face intérieure 66 du support 62 se présente sous forme de segments avec trois segments électronégatifs 67, 68, 69 qui sont plats et disposés à plat suivant un cercle sur le support 62 (fig. 4 à 8).
En ce qui concerne la présente invention, la manière de monter ou de fixer les plaques du métal électronégatif en question sur le support 62 est indifférente. On a représenté sur les dessins ces plaques comme re- liées ou fixées l'une à l'autre par des boulons 70 traversant des ouvertu- res ménagées dans le support. Les boulons 70 peuvent être en métal ou ma- tière conductrice, auquel cas il est préférable de prévoir sur les boulons des manchons 71 pour les isoler des autres déments, comme représenté aux figs. 5, 6 et 7 des dessins.
Le redresseur 5 comporte, outre le support 62 et les plaques décrites, des éléments 73, 74 et 75 en sélénium ou autre matière équiva- lente sur la face extérieure du plateau 64 exposée à la vue et des éléments 76, 77 et 78 en sélénium sur les faces extérieures des segments électroné- gatifs 67, 68 et 69 respectivement. En pratique, les éléments en sélénium peuvent être formés ou déposés d'une manière appropriée sur les plaques de la manière généralement utilisée dans la construction des redresseurs et ces éléments peuvent présenter des dimensions ou une surface qui leur as- sure la capacité désirée.
Dans un système électrique typique simple, la plaque électro négative 64 du redresseur est accouplée au fil 36 aboutissant à l'induc- teur F de la génératrice G. Pour assurer la connexion voulue entre la pla- que 64 et le fil 36, on peut se servir de l'un des boulons 70, comme re- présenté en fig. 5, où l'on a représenté un plot ou une rondelle 80 fixé sur le boulon et en prise avec la plaque 64.
L'autre fil 35 aboutissant à l'inducteur F est couplé électriquement avec trois éléments de sélénium distincts 76, 77 et 78 et ces connexions sont assurées par des boulons 70 de la manière représentée en fig. 6 où les boulons 70 fixés sur les élé- ments de sélénium portent des plots de contact 81 en prise avec les dits éléments de sélénium tandis qu'une barre collectrice 82 est en prise si- multanément avec les différents boulons 70 reliés de la manière indiquée avec les éléments de sélénium considérés et cette barre collectrice est re- liée à son tour au fil 35.
Les fils 56, 57, 58 alimentés par l'induit de l'excitatrice E sont reliés individuellement aux éléments de sélénium sur la plaque 64 et aux secteurs 67, 68, 69 de l'autre plaque. Ces différentes liaisons peu- vent être assurées au moyen des boulons 70 de la manière indiquée en fig.7 des dessins.
Etant donné que l'un des fils, le fil 57 par exemple, est re- présenté comme étant relié à un boulon 70 relié lui-même à l'élément de sélénium 73 par l'intermédiaire du plot 85 et au segment de plaque 67 par l'intermédiaire du plot 86, il est clair que les autres fils provenant de l'induit de l'excitatrice E peuvent être reliés de la même manière aux au- tres éléments de sélénium portés par la plaque 64 et aux autres segments
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de plaque 68 et 69 pour fermer le circuit, comme représenté sur les figs. 8. et 9 des dessins.
Avec le montage électrique et la construction décrite ci- dessus,l'excitatrice E fonctionne lorsque la génératrice fonctionne ou est entraînée et le courant alternatif egngendré par l'excitatrice est redressé dans le redresseur R de manière que l'inducteur tournant de la génératrice G reçoive du courant continu. En ce qui concerne le principe de l'invention, le dispositif peut ne comporter que les organes essentiels que l'on a dé- crits jusqu'à présent.
Toutefois il est préférable dans la plupart des cas de prévoir un système C pour régler le fonctionnement de la génératrice et lorsqu'on utilise le système de réglage G représenté aux dessins, l'excitatri- ce E comporte un inducteur compound 40 du type décrit ci-dessus,
Le système de réglage conforme à l'invention peut être du type simple représenté sur la figure schématique 10, sur laquelle le circuit de réglage est représenté comme excité par le courant sortant de la génératri- ce principale G par l'intermédiaire d'un transformateur de potentiel P ou bien directement par le courant sortant de la génératrice G si la tension produite est de valeur suffisamment élevée.
Le courant de réglage provenant de la génératrice ou du transformateur T est amené par des fils 90 et 91 à un redresseur approprié 92 servant à redresser le courant alternatif pro- duit par le transformateur T de telle sorte que du courant continu est four- ni aux fils 50 reliés à l'enroulement ou aux enroulements 46 de l'inducteur de l'excitatrice. Grâce à cette disposition ou à ces connexions très simples, le courant fourni par la génératrice G sert à exciter les éléments électro- magnétiques de l'inducteur de l'excitatrice E. Il doit être bien entendu que l'inducteur de l'excitatrice peut le cas échéant être alimenté par une source d'énergie extérieure convenable telle qu'une batterie ou une génératrice ap- propriée.
Pour assurer une variation ou un réglage approprié',, il peut être prévu une résistance variable 98 dans l'un des fils aboutissant au redresseur 92. On a représenté à titre d'exemple une résistance qui peut être constituée par un simple rhéostat ou par la résistance variable d'un régulateur de ten- sion, automatique approprié et une telle résistance a été représentée comme intercalée dans le fil 90 entre le transformateur T et le redresseur 92.
Dans le schéma particulier de la fig. 10, les flèches dessinées devant l'aimant permanent 45 et sur l'enroulement 46 désignent des polarités semblables, au- quel cas les actions de ces fractions d'inducteur s'ajoutent et il en résulte que l'excitation des enroulements 46 s'ajoute à l'énergie du champ inducteur produit par l'aimant permanent 45. Cet effet additif est représenté schémati- quement sur la partie 100 de la fig. 13 des dessins. Dans ce cas, le champ de l'aimant permanent doit simplement servir à produire une tension suffisan- te pour amorcer l'action du redresseur.
Ce champ inducteur réduit de démar- rage ou magnétisme rémanent peut être obtenu en utilisant des matériaux spé- ciaux pour les éléments de l'inducteur et ne nécessite pas de pôles d'aimant permanent de construction spéciale à cet effet, comme représenté aux dessins.
Toutefois l'utilisation des pôles d'aimant permanent, comme représenté, rend plus sûr l'amorçage de la tension et accroit la stabilité de tension de l'en- semble.
Pour obtenir une plus grande stabilité de la tension, l'excita... trice peut être établie de manière à comprendre des aimants permanents 45 as- sez forts, par exemple suffisamment forts pour assurer plus que le débit dé- siré à la sortie de l'excitatrice et on peut obtenir le réglage au moyen des éléments électromagnétiques de l'inducteur de l'excitatrice excités à partir de la génératrice G de manière à agir à l'encontre des aimants permanents ou encore à s' opposer à leur action. Dans ce cas, toute tension excessive ac- ' croitra la puissance dans le circuit de réglage et réduira le débit de l'ex- citatrice et par suite la tension excessive à la sortie de la génératrice principale G. Ce schéma ou dispositif électrique est représenté en fig.
Il qui est pour tout le reste semblable à la fig. 10, la modification en ques- tion étant indiquée schématiquement sur la partie 101 de la fig. 13.
Dans le cas du dispositif ou du système décrit en premier lieu et représenté en fig. 10 et dont le fonctionnement,.est schématisé sur la par-
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tie 100 de la fig. 13, toute erreur ou inexactitude se trouvera amplifiée de telle sorte qu'il est difficile d'obtenir une tension déterminée à la sortie de la génératrice G. La difficulté qui vient d'être indiquée est surmontée ou réduite en utilisant la disposition ou la connexion représen- tée en fig. 11 et rappelée schématiquement en 101 sur la fig. 13.
Dans les modes d'exécution de l'invention représentés aux figs. 10 et Il des dessins, le réglage tel qu'il a été décrit jusqu'à pré- sent est assuré par la tension aux bornes d'un transformateur de potentiel dont le primaire est alimenté par une ou deux phases de la génératrice principale. Il doit être bien entendu que la génératrice principale peut présenter le nombre de phases désirées correspondant aux conditions à con- sidérer. Il n'y a pas de correction effectuée pour les variations du fac- teur de puissance, c'est-à-dire du rapport entre la puissance réelle et la puissance apparente.
Avec l'un ou l'autre des dispositifs de réglage décrits jus- qu'à présent, on peut obtenir une action de compoundage en appliquant des enroulements supplémentaires de compoundage 110 sur les pôles d'électro- aimant de l'inducteur et en fournissant à ces enroulements compound un cou- rant continu à peu près proportionnel au courant débité par la génératrice principale. Un tel dispositif est représenté en fig. Il où le transforma- teur d'intensité T' fournit un courant alternatif proportionnel à l'in- tensité du courant provenant de la génératrice; ce courant alternatif est redressé par le redresseur 92a qui fournit du courant continu aux enroule- ments 110. Une résistance en dérivation 98a ou des prises sur le transfor- mateur peuvent être prévues pour modifier l'action du compoundage.
On a représenté en X sur la partie 100 du schéma de la fig. 13 la fraction du courant fourni par l'excitatrice, qui est engendrée par l'aimant permanent ou par le champ rémanent de l'inducteur de l'excita- trice, tandis que la valeur ou le facteur du champ inducteur s'ajoutant au champ de l'aimant permanent sous l'effet du dispositif de réglage de la fig. 10 est représenté par Y. La partie 101 du schéma''de la fig. 13 don- ne les mêmes valeurs ou facteurs représentés par les mêmes lettres de ré- férence, mais la fraction correspondant à l'aimant permanent est beaucoup plus importante que dans le premier cas et la valeur Y en est soustraite.
Ceci est dû au réglage représenté en fin. 11; le facteur du champ induc- teur produit par le courant débité par la génératrice G est donné par le vecteur Z.
En fig. 12, on a représenté une forme d'exécution dans laquelle le dispositif de réglage C subit des modifications correspondant aux modi- fications du facteur de puissance ou est sensible aux dites modifications.
Dans cette forme d'exécution dont un exemple typique est représenté dans le schéma de la fig. 12, le champ inducteur de l'excitatrice est un champ compound et est représenté comme comprenant un ou plusieurs aimants per- manents 45 et un ou plusieurs éléments électromagnétiques comprenant cha- cun un enroulement 46 et un enroulement 110. L'enroulement 110 est relié au circuit de la génératrice comme l'enroulement analogue dans le mode d'exécution de la fig. 11 de manière que l'effet de l'enroulement 110 s'ajoute à celui de l'aimant permanent 45. Sur le schéma, l'enroulement 110 est représenté comme excité par un transformateur T" par l'intermé- diaire du redresseur 92b et une résistance variable 98b est prévue pour modifier ou régler le courant allant du transformateur vers le redresseur.
Le transformateur T" est intercalé dans un fil 31 partant de la phase a de la génératrice G, comme indiqué sur le schéma de la fig. 12.
L'enroulement 46 est relié à la génératrice G ou est excité par elle de manière à ce que son action varie avec le facteur de puissan- ce de la charge de la génératrice G et il est relié au circuit ou système de réglage de manière à agir en opposition avec l'aimant 45 et avec l'en- roulement 110 ou encore à réduire l'action de ces derniers. La puissance développée par cet enroulement 46 varie avec le facteur de puissance de la charge et elle est telle que son action de réduction décroit avec la chuté du facteur de puissance provoquée par la réactance ou par le re-
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tard dû à la charge. Les charges à capacitance ont -un effet opposé.
Dans le montage particulier représenté, l'enroulement 46 est excité par le courant provenant du transformateur d'intensité Ta monté aux bornes d'une résistance 116 et d'un transformateur de potentiel Tb. Le transformateur Tb et la résistance 116 sont reliés en série et alimentent l'enroulement 46 par l'intermédiaire du redresseur 115. Le courant sortant des transformateurs est soumis à réglage par modification de la résistan- ce en dérivation 116 ou au moyen de prises sur le transformateur d'inten- sité et du rhéostat de réglage de tension 117 relié en série avec l'un des fils aboutissant au transformateur Tb.
Le redresseur 115 reçoit le courant alternatif sortant des transformateurs Ta et Tb et fournit du courant continu pour l'excitation de l'enroulement 46.
Dans le dispositif représenté, le transformateur d'intensité T est relié à la phase a de la génératrice G alors que le transformateur de potentiel Tb a son enroulement primaire 120 intercalé entre les phases b et c de la, génératrice de telle sorte que le déphasage entre les cou- rants débités par les transformateurs Ta et Tb est de 90 pour un facteur de puissance égal à 1.
En service, lorsque le facteur de puissance de la génératrice G est égal à l'unité, le déphasage qui vient d'être considéré est de 90 et les courants ou les débits fournis par les transformateurs associés Ta et Tb s'ajoutent vectoriellement suivant des directions à 90 l'une de l'autre de telle sorte que l'enroulement 46 a un effet fortement réducteur sur le champ inducteur de l'excitatrice. Lorsque le facteur de puissance varie, par exemple lorsqu'il tombe au-dessous de l'unité dans le sens cor- respondant à la réactance, le déphasage varie et il se produit donc une ré- duction correspondante de la somme des débits fournis par les transforma- teurs Ta et Tb et il en résulte que l'effet réducteur de l'enroulement 46 décroit, cette décroissance étant proportionnelle à la variation du fac- teur de puissance.
Cette modification de l'effet réducteur de l'enroule- ment 46 continue ou continuera jusqu'à ce que ce facteur de puissance tom- be à zéro, et à ce moment le déphasage sera maximum et l'effet réducteur de l'enroulement 46 est au minimum. On comprendra, bien entendu que lors- que l'effet réducteur de l'enroulement 46 est au minimum, la génératrice associée à l'excitatrice fonctionne à débit maximum, le champ inducteur de l'excitatrice étant excité au maximum en raison de la combinaison des effets de l'aimant permanent 45 et de l'enroulement 110.
Dans le schéma de la Fig. 13, les conditions de fonctionne- ment qui apparaissent lorsque le facteur de puissance est égal à l'unité sont représentées en 130, les valeurs X' et Z' étant supposées s'addition- ner tandis que la valeur Y' correspondant à l'enroulement 46 est représen- tée comme s'opposant au maximum aux valeurs associées X' + Z'La partie 131 de la fige 13 correspond aux conditons pour lesquelles le facteur de puissance est légèrement inférieur à l'unité. Dans ce cas, les facteurs associés X' et Z' sont diminués de la valeur du facteur Y' et cela d'une manière correspondante à la réduction du facteur de puissance au-dessous de 1.
La partie 132 du schéma de la fige 13 correspond aux conditions de fonctionnement pour lesquelles le facteur de puissance est nul, auquel cas X' et Z' sont diminués d'un facteur Y' égal au minimun de cette der- nière.
De la description ci-dessus il résulte que la présente inven- tion, utilisant un redresseur du type sec ou à plaques et non pas un dis- positif mécanique à collecteur ou autre, simplifie la construction et limi- te ou supprime complètement les difficultés inhérentes d'habitude aux col- lecteurs, mécanismes à balais, bagues collectrices, etc. L'invention peut être exécutée avec un redresseur dont la construction est différente de celle représentée et décrite plus particulièrement à titre d'exemple. En
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général, le redresseur utilisé dans Inexécution de la présente invention peut être un redresseur sec ou du type à plaques et généralement il est avantageux de prévoir un tel redresseur utilisant des éléments en sélé- nium ou matériaux analogues.
De l'examen de la fig. 1 des dessins, on déduira que la forme particulière du redresseur du type à plaques ou au sélénium représenté et décrit est avantageux en ce sens qu'il correspond à un dispositif d'en combrement réduit et susceptible d'être monté facilement sur le rotor ou sur l'arbre d'une machine électrique telle qu'une génératrice de manière à fonctionner en combinaison avec celle-ci sans provoquer le déséquilibre.
Le redresseur est monté de préférence sur l'arbre S de manière à être con- centrique à ce dernier et, dans une disposition préférée, il est monté à l'extérieur du carter de la génératrice pour qu'on puisse y accéder faci- lement en cas de remplacement ou de réparation, lorsque ce remplacement ou cette réparation devient nécessaire. Dans le cas particulier représenté en fige 1, les différents organes sont représentés comme s'étendant longitudi- nalement suivant l'axe de la génératrice et cela d'une manière exagérée par rapport à ce qui se passe en pratique. On verra en examinant la fig. 1 que la construction de l'ensemble et la disposition des organes prévues confor- mément à la présente invention, permet le cas échéant de réduire au minimum l'encombrement du dispositif dans le sens axial.
Alors que l'on a décrit uniquement des formes d'exécution pré- férées typiques et certaines applications de l'invention, il est bien en- tendu que l'on ne cherche pas à limiter ou à restreindre aux détails par- ticuliers décrits la portée de l'invention et l'on se réserve toutes modifi- cations et variantes pouvant apparaître à l'esprit des techniciens dans le cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1. Machine électrique comprenant une génératrice constituée par deux pièces, à savoir l'induit et l'inducteur excité par du courant électrique, dont l'une est portée par un arbre tournant commandant égale- ment le fonctionnement de l'excitatrice qui comprend un inducteur et un induit fournissant du courant alternatif tandis qu'un redresseur porté par le même arbre transforme le courant provenant de l'excitatrice en courant continu alimentant l'inducteur de la génératrice.