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L'invention a pour objet un procédé pour le réglage de gran- deurs fonctionnelles techniques,plus spécialement pour le réglage de génératrices de courant alternatif avec un circuit d'excitation oscillant.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple et schématique- . ment, l'objet de l'invention.
Pour ce genre de machines le réglage des grandeurs fonction- nelles électriques à lieu à l'aide d'un enroulement régulateur particu- lier qui est logé dans des trous bouchés par du fer et qui soumet chaque fois certaines parties en fer du fer actif à une magnétisation auxiliaire.
Ces trous sont entourés complètement de fer et ne comportent pas de fentes comme les rainures d'enroulement ordinaires.
Conformément à l'invention, ces trous peuvent, toutefois, être formés également par des parties rainurées de tôles ordinaires d'induits- ou de stator quand on munit par exemple, comme montré sur la fig. 1, dans une tôle de stator normale 1, la rainure 4, qui se trouve entre les dents 2. d'une traverse en fer 3. de sorte que la rainure est subdivisée en au moins deux parties ou logements pour l'enroulemento La partie de la rainure, qui se trouve sous la traverse 3 en fer magnétique forme le loge- ment pour d'enroulement régulateur par lequel le fer, constituant le pied des dents, et une partie de la base en fer sont soumis à une magnétisation 'auxiliaire ou de polarisation, de sorte que ce flux de polarisation se ferme par la traverse 3. Dans ce cas, on peut munir toutes les rainures des tôles d'induit ou de stator de traverses 3.
Ceci n'est toutefois pas toujours nécessaire car dans de nombreux cas, il suffit déjà qu'une pattie seulement des rainures normales pour l'enroulement comportent un enroulement régulateur ou polarisateur. La partie externe et ouverte de la rainure (au-dessus de la traverse 3) sert à recevoir l'enroulement du circuit excitateur oscillant et l'enroulement de régime. On peut, toutefois., établir dans une rainure d'enroulement plusieurs de .aces traverses qui subdivisent l'espace libre de la rainure, radialement ou tangentiellement, en plus de deux espaces d'enroulement.
La fige 2 montre la courbe de résonance d'un circuit oscillant avec un amortissement d'environ 50%. La génératrice, excitée par le circuit oscillant et établie conformément à l'invention, est entraînée à une vitesse variable et est utilisée par exemple pour alimenter une source d'éclairage d'un véhicule et devrait pouvoir fournir une puissance aussi égale que¯possible dans un domaine étendu pour les variations de vitesse ou elle Sevrait pouvoir charger la batterie du véhicule avec un courant ayant une intensité constanteo Par suite de la nature particulière de la courbe de résonance montrée sur la fig.2, l'état de résonance du circuit oscillant d'excitation est limité à une zone de vitesse relativement petite.
Il en résulte que la machine doit être surexcitée avec des condensateurs excitateurs importants pour élargir le domaine de résonance à une zone de vitesse plus étendue, de sorte que l'effet du réglage doit également être agrandi.
L'invention a pour but de pouvoir satisfaire, avec un effet de réglage aussi réduit que possible, à des zones étendues pour la variation de la vitesse de la machine. Ce but est atteint en excitant la machine à l'aide de plusieurs circuits oscillants.
La fig. 3 montre, par exemple, en abscisses la zone de vitesse de la machine (tours par minute) alors que la tension E et l'intensité I du courant fourni, par la machine sont indiquées en ondonnées. Les courbes I et II, montrées en traits interrompus, indiquent, par exemple, les valeurs de travail ou les états d'excitation qui existent chaque fois pour les deux circuits oscillants en dépendance¯avec la vitesse du rotor de la machine. La partie descendante de la courbe1 ainsi que la partie montante de la courbe II se coupent, de sorte que leurs valeurs s'additionnent.
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La valeur résultante de l'effet, que l'on obtient par la valeur de l'intensité et de la tension des ordonnées, est représentée par la courbe très étendue III. Cet effet a, dans un domaine de variation très .grand pour les vitesses, une valeur sensiblement constante. L'objet de l'invention ne se limite toutefois pas à cette combinaison de deux circuits oscillants seulement mais peut, suivant le domaine des vitesses voulu, comporter un nombre voulu de circuits excitateurs oscillants.
Un au moins de ces circuits oscillants peut être constitué par l'enroulement régulateur logé dans les rainures d'enroulement ouvertes et normales, ce circuit étant relié à des condensateurs, alors que l'autre circuit est formé par l'enroulement régulateur''logé dans des trous fermés et relié-' aux condensateurs correspondants. On peut également former plusieurs circuits oscillants par des enroulements excitateurs normaux avec condensateurs.
-Par ailleurs, on peut effectuer l'excitation par un circuit oscillant à l'aide de plusieurs enroulements ayant des nombres de pôles différents et dont les¯points culminants de la résonance sont décalés¯par rapport au domaine de vitesse ou la fréquence # des circuits. On peut.aussi utiliser des enroulements connus pour moteurs triphasés pour plusieurs domaines de nombres polaires et pour lesquels on relie les condensateurs, par exemple pour les différents domaines de circuits oscillants, aux points auxquels, comme moteur, se fait l'alimentation par le réseau pour le domaine de vitesse considéré.
En d'autres termes, l'enroulement excitateur, auquel sont reliés des condensateurs ayant des capacités différentes, est réalisé sous la forme d'une unité d'enroulement accouplée galvaniquement et réagit pour plusieurs domaines de résonances en ce qui concerne l'autoexcitation.
Pour simplifier les machines conformément à l'objet de l'invention, par exemple des petites unités, il est possible ou avantageux de réaliser les circuits d'excitation oscillants, qui réagissent pour des domaines de vitesse différents, de manière telle qu'ils soient non seulement polyphasés mais également monophasés afin que non seulement les courbes de résonance des domaines de vitesse mais également les domaines des axes des champs se coupent. De cette manière, on obtient, dans des domaines étendus pour la vitesse dans le circuit excitateur des champs tournants à peu prés circulaires ou tout au moins elliptiques.
Egalement dans ce cas, on peut utiliser des combinaisons quelconques en ce qui concerne le nombre de circuits oscillants et le domaine de la vitesse ou, en outre, en ce qui concerne les enroulements excitateurs et régulateurs pour obtenir un effet constant pour des domaines étendus de la vitesse.
Pour l'objet de l'invention, on obtient, par la combinaison de plusieurs circuits oscillants pour l'excitation de la machine, non seulement un élargissement du domaine de la vitesse mais on réduit l'effet du réglage par suite des petites amplitudes des courbes de résonance.i Par conséquent, on peut commander, avec des enroulements régulateurs ayant des dimensions plus réduites, un domaine beaucoup plus grand de toutes les grandeurs fonctionnelles techniques quels que soient les différents modes de réalisation en ce qui concerne le nombre de phases et la nature de la combinaison.
Lors de l'excitation de la machine par plusieurs circuits oscillants ayant des nombres de pôles différents, les enroulements de régime, qui servent par exemple à la charge de la batterie à l'aide de redresseurs, doivent également être branchés de manière telle que l'effet résultant procure une grandeur fonctionnelle sensiblement constante dans des domaines de vitesse étendus. Ceci peut être obtenu en faisant comporter aux enroulements de régime des nombres de pôles différents et en reliant ces enroulements en série afin que les valeurs électriques des grandeurs
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fonctionnelles s'additionnento Plusieurs enroulements de régime ayant des nombres de pôles différents peuvent également charger une batterie commune par l'intermédiaire de plusieurs redresseurs.
De même, on peut utiliser plusieurs enroulements normaux pour plusieurs domaines de nombres de pôles comme enroulement de régime, par exemple comme unité accouplée galvaniquement avec plusieurs points de connexion pour des nombres de pôles dif- férents.
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De même, on peut se servir d'enroulements':pol'4I.UX fermés sur eux-mêmes et comprenant des nombres de pôles différents avec plusieurs circuits oscillants montés en triangle ou en polygoneo
On peut aussi avoir recours à plusieurs de ces enroulements galvaniquement accouplés entre eux ou reliés à des enroulementscouverts, en au moins deux points, pour plusieurs circuits oscillants.
Pour des machines, établies selon l'invention et dont les en- roulements de régime fonctionneiatai avec une tension plus élevée, ceux- ci peuvent chaque fois être reliés aux enroulements des circuits oscillants en montage économique.
Si l'enroulement régulateur est relié en série à l'enroulement de régime, la chute de tension de la machine peut être compoùndée, quand la charge augmente.
Comme, pour le dispositif faisant l'objet de l'invention,les grandeurs fonctionnelles électriques des machines en question peuvènt être maintenues, à un degré élevé, entre les limites désirées, on peut, le cas échéant, omettre les semi-conducteurs avec une caractéristique particulière (selon la figo 1). Le cas échéant, on peut également supprimer les semi-conducteurs quand on se limite à un circuit oscillant pour l'excitation dans une petite zone de réglage.
On peut également loger lesenroulements excitateurs de plusieurs circuits oscillants ayant des syntonisations différentes respectivement dans des corps en fer établis en des endroits séparés et dont chacun forme, électriquement et magnétiquement, une unité séparée avec le rotor correspondant.
On peut également, suivant le mode de réalisation le plus simple, réunir deux machines établies en des endroits complètement séparés et comprenant, par exemple, des nombres de pôles différents, en une unité conformément à l'objet de l'invention, en reliant les deux corps de rotor mécaniquement entre eux et en accordant leurs enroulements excitateurs du stator pour des points de résonance différents à l'aide de capacités.
Egalement des combinaisons comprenant plus de deux unités sont, conformément à l'invention, avantageuses pour étendre chaque fois la zone de puissance invariable à des domaines dans lesquels la vitesse varie fortement.
La fige 4 montre, en coupe longitudinale, une génératrice avec circuit oscillante Celle-ci comprend deux paquets de tôles de stator 1 et 1' qui sont fixés dans une enveloppe non montrée. Les corps de rotor 3 et 3' qui correspondent magnétiquement aux corps de stator 1 et 1' sont calés sur l'arbre 6. Le corps de stator 1 porte l'enroulement excitateur 2 d'un des circuits oscillants, relié aux condensateurs non montrés, alors que dans le corps de stator 1' se trouve l'enroulement excitateur 2' du deuxième circuit oscillant, par exemple. Les circuits oscillants de ces deux corps de la génératrice sont accordés sur des domaines de résonance différents en dépendance avec la vitesse ou la fréquence # du circuit, de sorte que leurs grandeurs fonctionnelles s'additionnent, comme montré sur la fig. 3.
Les deux corps de rotor 3 et 3' comportent par exemple un enroulement à cage avec des barreaux 4 reliés, à leurs extrémités extérieures, aux bagues de courtcircuitage 5
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et 5'.
Chacun des corps de stator 1 et 1' peuvent comporter plusieurs enroulements excitateurs 2 et 2' qui forment , dans ce cas, avec les condensateurs correspondants quatre circuits oscillants ayant des.syntonisations différentes et dont les grandeurs fonctionnelles s'ajoutent les unes aux autres suivant une succession déterminée..
De même, les enroulements de régime, qui sont établis selon l'invention et qui ne sont pas montrés, peuvent être montés d'une manière correspondante et peuvent être reliés de manière telle entre eux que leurs grandeurs fonctionnelles s'additionnent.
Chacun des corps de rotor 3 et 3' peut également comporter des enroulements en cage dont les barreaux 4 ne traversent pas les deux corps qui forment alors des unités courtcircuitées séparées reliées respectivement à deux bagues de courtcircuitage.
Pour les dispositifs faisant l'objet de l'invention, on peut également utiliser les enroulements de rotor à plusieurs cages connus pour les moteurs avec effet pelliculaire (skin effect). Les fig. 5 et 6 montrent, à titre d'exemples, deux modPs de réalisation. La fig. 5 montre une double cage avec des barreaux supérieurs 4 et des barreaux inférieurs 4' qui forment, avec les entretoises 7, un ensemble commun.
Pour l'objet de l'invention, on peut faire passer les barreaux 4 et 4', montrés sur la fig. 5, à travers les deux corps du rotor et on peut les relier entre eux, à l'extérieur, par les bagues de courtcircuitage 5 et 5' (fig. 4) pour former 1a cage. Ceci peut se faire également pour les barreaux 4 et 4' du rotor selon la fig. 6. Toutefois, afin que la liaison entre les deux champs excitateurs, agissant dans les deux corps du stator, se manifeste d'une manière plus avantageuse en ce qui concerne leur superposition momentanée pour les fréquences correspondantes des circuits, il est souvent avantageux que les barreaux supérieurs 4 traversent les deux corps du rotor alors que les barreaux inférieurs 4' sont séparés et sont courtcircuités par des bagues appropriées.
On peut également, selon l'invention, faire passer les barreaux inférieurs 4' dans les deux corps et relier les barreaux supérieurs 4, logés séparément dans lesdits corps, par des bagues de courtcircuitage appropriées. On peut également prévoir plus de deux enroulements en cage par rotor.
L'objet de l'invention ne se limite également pas à deux unités placées axialement l'une à côté de l'autre , comme montré sur la fig. 4, mais concerne également un nombre d'unités plus grand.
Une autre amélioration apportée par l'invention à des génératrices de tous genres est obtenue, par les modes de réalisation décrits ci-après. Les génératrices sont chargées, dans de nombreux cas, d'une manière très irrégulière, par exemple par accouplement ou découplement de consommateurs d'énergie. Pour cette raison, un réglage de tension, fonctionnant automatiquement, est généralement nécessaire afin que la tension de la génératrice reste constante, indépendamment de la charge.
Ceci a lieu en intercalant dans le circuit, par exemple lors du branchement de chaque consommateur d'énergie par son interrupteur ou sa prise de courant, en même temps des condensateurs fournissant à la génératrice le courant excitateur qui est nécessaire pour la compensation de la chute de tension qui se produit dans chaque cas.
. Pour des génératrices ou des inducteurs synchrones, par exemple le flux excitateur doit seulement être déterminé pour la tension nominale pour la marche à vide. Le flux excitateur supplémentaire est fourni, chaque fois, lors du branchement des consommateurs d'énergie en vue de compenser la chute de tension du courant en faisant intervenir des condensateurs au fur et à mesure que l'on a besoin de leur puissance.
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Pour des génératrices à circuit oscillant,dont le courant exci- tateur n'est fourni que par des condensateurs: on peut régler une fois pour toutes la tension nominale, suivant cette méthode de réglage, à l'aide d'une batterie de condensateurs excitateurs ayant une valeur constante. Le courant excitateur supplémentaire est également fourni, dans ce caspar de petits groupes de condensateurs qui sont chaque fois mis en circuit, quand on manoeuvre, par exemple, les interrupteurs ou les prises de coûtant des con- sommateurs d'énergie.
Le mode de réalisation le plus simple de l'objet de l'invention peut être réalisé avec une machine asynchrone normale qui fonctionne à une vitesse sensiblement constante et qui est excitée par des condensateurs excitateurs invariables. Par un choix approprié de la capacité, le circuit oscillant de la génératrice est accordé de manière telle que la tension nominale soit obtenue. Si la vitesse de,la génératrice ne subit pas de variations en dépendance de la charge,d'autres régulateurs de tension ne sont pas nécessaires. La chute de tension résultant du branchement des con- sommateurs d'énergie est également compensée, momentanément et dans chaque cas: par des condensateurs qui entrent en jeu avec ces consommateurs et qui fournissent le courant excitateur supplémentaire nécessaire.
Pour éviter, pour tous les genres de machines décrits, la chute de tension de courte durée qui se produit par la poussée de courant de démarrage, il est avantageux. de munir les organes de branchement, par exemple les interrupteurs ou les prises de courant des consommateurs d'energie, de contacts préliminaires à l'aide desquels les condensateurs sont intercalés préalablement dans le circuit avant que le circuit d'alimentation des consommateurs d'énergie soit fermé par les contacts principaux. Par cette mise en circuit préalable des condensateurs, le courant d'excitation augmente légèrement et pour peu de temps et, par conséquent, également la tension de la génératrice.
La poussée de courant qui suit, par exemple celle produite par le démarrage d'un moteur, ne peut donc pas, pratiquement, provoquer un abaissement de la tension de régime ou même un effondrement de l'excitation pour de petites génératrices.
Dans des cas particuliers, il est désirable que les moteurs d'induction avec induit en courtcircuitage ne démarrent pas brusquement mais bien doucement. Ceci peut être obtenu en agençant les organes de branchement de manière telle qu'ils alimentent d'abord les consommateurs d'énergie par les contacts préalables et ensuite les condensateurs excitateurs auxiliaires par les contacts principaux. Il en résulte qu'au début il se produit un abaissement de tension qui amortit le courant de démarrage.
Par le branchement ultérieur des condensateurs excitateurs auxiliaires sur les consommateurs d'énergie, cette chute de tension est compensée.' Cet amortissement du courant de démarrage est par exemple très désirable pour des foreuses manuelles ou d'autres outils tenus à la main car on sait qu'une poussée de démarrage trop violente provoque un couple mécanique puissant qui agit en un sens opposé à celui suivant lequel l'induit tourne, ce couple devant être absorbé par la main.
Le moment auquel on obtient la commutation des contacts préalables aux contacts principaux peut également être retardé, à volonté, en fonction du temps et d'une manière automatique à l'aide de relais ou d'autres, dispositifs. par exemple des commutateurs à plusieurs étages', qui sont déclenchés à la main.
Les effets ainsi obtenus sont également utiles, par exemple, pour des lampes à incandescence. Comme les filaments de ces lampes, surtout celles qui ont une''intensité élevée en bougies, présentent une grande différence entre la résistance à froid et la résistance à chaud, ils risquent d'être rompus par des poussées trop intenses du courant d'alimentation si la tension de régime manque de souplesse* Si de telles lampes à incandescence, qui ont une intensité élevée en bougies, comme
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Celles utilisées dans les phares ou projecteurs par exemple,et qui sont alimentées par des génératrices spécialement réservées à cet effet, sont montées suivant le mode de réalisation décrit en dernier lieu, l'intensité du courant traversant la lampe monte, en fonction du temps,
suivant une courbe dont la branche ascendante est aplatie. De cette manière, on augmente la durée d'usage de ces lampes spéciales et coûteuseso
REVENDICATIONS.
1) Procédé pour surveiller et régler des grandeurs fonctionnelles techniques de machines électriques, caractérisé par le fait que pour des machines avec excitation par circuit oscillant, on utilise plusieurs -circuits oscillants, formés par une inductance (L) et une capacitance (C), qui sont accordés sur des domaines de résonance différents et qui se recouvrent mutuellement, de sorte-que leurs grandeurs fonctionnelles s'ajoutent les unes aux autres.
2) Procédé pour surveiller et régler des grandeurs fonctionnelles techniques de machines électriques, caractérisé par le fait que les enroulements des inductances (L) des circuits oscillants, qui sont accordés sur des domaines de résonance différents, sont logés dans des corps en fer séparés, par exemple dans des paquets de tôles de stator séparés.
3) Procédé pour surveiller et régler des grandeurs fonction- nelle techniques de machines électriques, caractérisé par le fait que pour des génératrices de tous genres on intercale obligatoirement dans le circuit des condensateurs excitateurs électriques, lors du branchement de consommateurs d'énergie, ces condensateurs fournissant à la génératrice suffisamment de courant excitateur supplémentaire pour que l'on obtienne la compensation de l'abaissement de tension qui se produit chaque fois dans la tension de la génératrice.
4) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les circuits oscillants susdits sont accouplés à des enroulements ayant des nombres de pôles différents.
5) Procédé selon les revendications 1 et 2. caractérisé par le fait que les circuits oscillants susdits sont accouplés à des enroulements logés dans des rainures ouvertes et des rainures fermées par du fer .
6) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que plusieurs circuits oscillants fonctionnent chaque fois avec un seul enroulement ayant un nombre de pôles différents.
7) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les enroulements pour des nombres de pôles différents sont réalisés sous la forme d'un enroulement polygonal fermé.
8) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les enroulements pour des nombres de pôles différents sont réalisés sous la forme d'un montage en triangle fermé.
9) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les enroulements pour des nombres de pôles différents sont réalisés sous la forme d'un montage en polygone fermé.
10) Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les enroulements sont constitués par au moins deux unités qui sont accouplées galvaniquement entre elles en au moins deux points.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The object of the invention is a method for the adjustment of technical functional quantities, more especially for the adjustment of alternating current generators with an oscillating excitation circuit.
The accompanying drawing shows, by way of example and diagrammatically. ment, the object of the invention.
For this type of machine the adjustment of the electrical functional quantities takes place using a special regulating winding which is housed in holes filled with iron and which each time subjects certain iron parts of the active iron to an auxiliary magnetization.
These holes are completely surrounded by iron and do not have slits like ordinary winding grooves.
According to the invention, these holes can, however, also be formed by grooved parts of ordinary sheets of armatures- or stator when providing for example, as shown in FIG. 1, in a normal stator sheet 1, the groove 4, which is located between the teeth 2. of an iron cross member 3. so that the groove is subdivided into at least two parts or housings for the winding o The part of the groove, which is located under the cross-member 3 in magnetic iron forms the housing for regulating winding by which the iron, constituting the foot of the teeth, and part of the iron base are subjected to an auxiliary magnetization. or polarization, so that this polarization flow closes through the cross member 3. In this case, all the grooves of the armature or stator plates can be fitted with cross members 3.
This is not always necessary, however, since in many cases it is already sufficient that only one leg of the normal grooves for the winding include a regulating or polarizing winding. The outer, open part of the groove (above cross member 3) serves to accommodate the oscillating exciter circuit winding and the speed winding. It is, however, possible to establish in a winding groove more than one cross member which subdivides the free space of the groove, radially or tangentially, in addition to two winding spaces.
Fig. 2 shows the resonance curve of an oscillating circuit with approximately 50% damping. The generator, excited by the oscillating circuit and established in accordance with the invention, is driven at a variable speed and is used for example to supply a light source of a vehicle and should be able to provide as equal power as possible in a wide range for the speed variations where it would be able to charge the vehicle battery with a current having a constant intensity. Due to the special nature of the resonance curve shown in fig. 2, the resonance state of the oscillating circuit excitation is limited to a relatively small speed zone.
As a result, the machine must be overexcited with large exciter capacitors to widen the resonance domain to a larger speed zone, so that the effect of the adjustment must also be enlarged.
The object of the invention is to be able to satisfy, with an adjustment effect as small as possible, wide areas for the variation of the speed of the machine. This goal is achieved by energizing the machine with the aid of several oscillating circuits.
Fig. 3 shows, for example, on the abscissa the speed zone of the machine (revolutions per minute) while the voltage E and the intensity I of the current supplied by the machine are indicated on the wavy lines. Curves I and II, shown in broken lines, indicate, for example, the working values or the excitation states which each time exist for the two oscillating circuits in dependence with the speed of the rotor of the machine. The descending part of curve1 and the rising part of curve II intersect, so that their values add up.
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The resulting value of the effect, which is obtained by the value of the intensity and the voltage of the ordinates, is represented by the very extended curve III. This effect has, in a very large range of variation for the speeds, a substantially constant value. The object of the invention is not however limited to this combination of two oscillating circuits only but may, depending on the desired speed range, include a desired number of oscillating exciter circuits.
At least one of these oscillating circuits can be formed by the regulator winding housed in the open and normal winding grooves, this circuit being connected to capacitors, while the other circuit is formed by the regulator winding '' housed in closed holes and connected to the corresponding capacitors. It is also possible to form several oscillating circuits by normal exciter windings with capacitors.
-In addition, the excitation can be carried out by an oscillating circuit using several windings having different numbers of poles and whose ¯ high points of the resonance are offset ¯ with respect to the speed range or the frequency # of circuits. It is also possible to use windings known for three-phase motors for several domains of pole numbers and for which the capacitors are connected, for example for the different domains of oscillating circuits, to the points at which, as a motor, is supplied by the network for the speed domain considered.
In other words, the exciter winding, to which capacitors with different capacities are connected, is made as a galvanically coupled winding unit and reacts for several resonance domains with regard to self-excitation.
To simplify the machines according to the object of the invention, for example small units, it is possible or advantageous to realize the oscillating excitation circuits, which react for different speed ranges, in such a way that they are not only polyphase but also single-phase so that not only the resonance curves of the speed domains but also the domains of the field axes intersect. In this way, rotating fields which are roughly circular or at least elliptical are obtained in wide ranges for the speed in the exciter circuit.
Also in this case any combinations can be used with regard to the number of oscillating circuits and the speed range or, further, with regard to the exciter and regulator windings to obtain a constant effect for wide ranges of speed. speed.
For the purpose of the invention, one obtains, by the combination of several oscillating circuits for the excitation of the machine, not only a widening of the speed range but one reduces the effect of the adjustment as a result of the small amplitudes of the resonance curves.i Consequently, with regulator windings having smaller dimensions, it is possible to control a much larger range of all the technical functional quantities whatever the different embodiments as regards the number of phases and the nature of the combination.
When energizing the machine by several oscillating circuits with different numbers of poles, the speed windings, which serve for example for charging the battery with the aid of rectifiers, must also be connected in such a way that the The resulting effect provides a substantially constant functional magnitude over wide speed ranges. This can be obtained by making the operating windings have different numbers of poles and by connecting these windings in series so that the electrical values of the quantities
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Functional additions Several speed windings with different numbers of poles can also charge a common battery through several rectifiers.
Likewise, several normal windings for several pole number ranges can be used as a speed winding, for example as a galvanically coupled unit with several connection points for different pole numbers.
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Likewise, we can use windings': pol'4I.UX closed on themselves and comprising different numbers of poles with several oscillating circuits mounted in triangle or polygoneo
It is also possible to have recourse to several of these windings galvanically coupled together or connected to covered windings, in at least two points, for several oscillating circuits.
For machines, established according to the invention and whose speed windings operate with a higher voltage, these can each time be connected to the windings of the oscillating circuits in economical assembly.
If the regulator winding is connected in series with the speed winding, the voltage drop of the machine can be compensated as the load increases.
As, for the device forming the subject of the invention, the electrical functional quantities of the machines in question can be kept, to a high degree, between the desired limits, it is possible, if necessary, to omit the semiconductors with a particular characteristic (according to fig. 1). If necessary, the semiconductors can also be omitted when one limits oneself to an oscillating circuit for the excitation in a small control area.
It is also possible to house the exciter windings of several oscillating circuits having different tunings respectively in iron bodies established in separate places and each of which forms, electrically and magnetically, a separate unit with the corresponding rotor.
It is also possible, according to the simplest embodiment, to join together two machines established in completely separate places and comprising, for example, different numbers of poles, in a unit according to the object of the invention, by connecting the two rotor bodies mechanically between them and tuning their stator exciter windings to different resonance points using capacitors.
Also combinations comprising more than two units are, according to the invention, advantageous to extend each time the zone of invariable power to areas in which the speed varies greatly.
Fig 4 shows, in longitudinal section, a generator with an oscillating circuit. This comprises two packs of stator sheets 1 and 1 'which are fixed in a casing not shown. The rotor bodies 3 and 3 'which magnetically correspond to the stator bodies 1 and 1' are wedged on the shaft 6. The stator body 1 carries the exciting winding 2 of one of the oscillating circuits, connected to the capacitors not shown. , while in the stator body 1 'is the exciter winding 2' of the second oscillating circuit, for example. The oscillating circuits of these two generator bodies are tuned to different resonance domains depending on the speed or frequency # of the circuit, so that their functional magnitudes add up, as shown in fig. 3.
The two rotor bodies 3 and 3 'comprise for example a cage winding with bars 4 connected, at their outer ends, to the short-circuiting rings 5
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and 5 '.
Each of the stator bodies 1 and 1 'can comprise several exciter windings 2 and 2' which form, in this case, with the corresponding capacitors, four oscillating circuits having different tunings and whose functional quantities are added to each other according to a specific succession ..
Likewise, the speed windings, which are established according to the invention and which are not shown, can be mounted in a corresponding way and can be connected in such a way that their functional sizes add up.
Each of the rotor bodies 3 and 3 'can also include cage windings whose bars 4 do not pass through the two bodies which then form separate short-circuited units connected respectively to two short-circuiting rings.
For the devices forming the subject of the invention, it is also possible to use the rotor windings with several cages known for motors with skin effect. Figs. 5 and 6 show, by way of example, two embodiments. Fig. 5 shows a double cage with upper bars 4 and lower bars 4 'which form, with the spacers 7, a common assembly.
For the purpose of the invention, the bars 4 and 4 ', shown in FIG. 5, through the two bodies of the rotor and they can be connected together, on the outside, by the short-circuiting rings 5 and 5 '(fig. 4) to form the cage. This can also be done for the bars 4 and 4 'of the rotor according to FIG. 6. However, in order that the connection between the two excitation fields, acting in the two stator bodies, is manifested in a more advantageous manner as regards their momentary superposition for the corresponding frequencies of the circuits, it is often advantageous that the upper bars 4 pass through the two bodies of the rotor while the lower bars 4 'are separated and are short-circuited by suitable rings.
It is also possible, according to the invention, to pass the lower bars 4 'through the two bodies and to connect the upper bars 4, housed separately in said bodies, by suitable short-circuiting rings. It is also possible to provide more than two cage windings per rotor.
The object of the invention is also not limited to two units placed axially one beside the other, as shown in FIG. 4, but also concerns a larger number of units.
Another improvement provided by the invention to generators of all types is obtained by the embodiments described below. Generators are charged, in many cases, in a very irregular manner, for example by coupling or uncoupling of energy consumers. For this reason, a voltage adjustment, which operates automatically, is usually necessary so that the generator voltage remains constant, regardless of the load.
This takes place by interposing in the circuit, for example when each energy consumer is connected by its switch or its socket, at the same time capacitors supplying the generator with the exciter current which is necessary for the compensation of the drop. of tension that occurs in each case.
. For synchronous generators or inductors, for example the exciter flux must only be determined for the nominal voltage for idling. The additional excitation flux is supplied each time when the energy consumers are connected in order to compensate for the voltage drop of the current by bringing in capacitors as and when their power is needed.
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For oscillating circuit generators, the excitation current of which is supplied only by capacitors: the nominal voltage can be adjusted once and for all, according to this adjustment method, using a bank of exciter capacitors having a constant value. The additional exciter current is also supplied, in this case by small groups of capacitors which are each time switched on, when operating, for example, switches or sockets at cost of energy consumers.
The simplest embodiment of the object of the invention can be achieved with a normal asynchronous machine which operates at a substantially constant speed and which is excited by invariable exciter capacitors. By an appropriate choice of the capacity, the oscillating circuit of the generator is tuned in such a way that the nominal voltage is obtained. If the speed of the generator does not undergo load dependent variations, other voltage regulators are not needed. The voltage drop resulting from the connection of the energy consumers is also compensated, momentarily and in each case: by capacitors which come into play with these consumers and which supply the necessary additional exciter current.
In order to avoid, for all the kinds of machines described, the short-term voltage drop which occurs by the start-up current surge, it is advantageous. to provide connection devices, for example switches or sockets of energy consumers, with preliminary contacts by means of which the capacitors are inserted in the circuit beforehand before the supply circuit of energy consumers is closed by the main contacts. By this pre-circuiting of the capacitors, the excitation current increases slightly and for a short time and, consequently, also the voltage of the generator.
The current surge which follows, for example that produced by the starting of an engine, cannot therefore, in practice, cause a drop in the operating voltage or even a collapse of the excitation for small generators.
In special cases, it is desirable that induction motors with short-circuited armature do not start abruptly but rather softly. This can be obtained by arranging the connection members in such a way that they first supply the energy consumers through the prior contacts and then the auxiliary exciter capacitors through the main contacts. As a result, at the start there is a drop in voltage which dampens the starting current.
By subsequently connecting the auxiliary exciter capacitors to the energy consumers, this voltage drop is compensated for. This damping of the starting current is, for example, very desirable for manual drills or other hand-held tools because it is known that too violent a starting thrust causes a powerful mechanical torque which acts in a direction opposite to that in which the armature rotates, this torque having to be absorbed by the hand.
The moment at which the switching of the pre-contacts to the main contacts is obtained can also be delayed, at will, as a function of time and in an automatic manner using relays or other devices. for example multistage switches', which are triggered by hand.
The effects thus obtained are also useful, for example, for incandescent lamps. As the filaments of these lamps, especially those with a high candle intensity, have a big difference between cold resistance and hot resistance, they risk being broken by too intense surges of the supply current. if the operating voltage lacks flexibility * If such incandescent lamps, which have a high intensity in candles, as
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Those used in headlights or projectors for example, and which are powered by generators specially reserved for this purpose, are mounted according to the embodiment described last, the intensity of the current passing through the lamp rises, as a function of time,
following a curve whose ascending branch is flattened. In this way, the useful life of these special and expensive lamps is increased.
CLAIMS.
1) Method for monitoring and regulating technical functional quantities of electric machines, characterized in that for machines with excitation by an oscillating circuit, several oscillating circuits are used, formed by an inductance (L) and a capacitance (C), which are tuned to different resonance domains and which overlap with each other, so that their functional magnitudes add to each other.
2) Method for monitoring and adjusting technical functional quantities of electrical machines, characterized by the fact that the windings of the inductors (L) of the oscillating circuits, which are tuned to different resonance domains, are housed in separate iron bodies, for example in separate stator sheet packages.
3) Process for monitoring and regulating functional technical quantities of electric machines, characterized by the fact that for generators of all types, these capacitors must be inserted in the circuit of electric exciter capacitors, when connecting energy consumers. supplying the generator with sufficient additional exciter current to obtain compensation for the voltage drop which occurs each time in the voltage of the generator.
4) Method according to claims 1 and 2, characterized in that the aforesaid oscillating circuits are coupled to windings having different numbers of poles.
5) Method according to claims 1 and 2. characterized in that the aforesaid oscillating circuits are coupled to windings housed in open grooves and grooves closed by iron.
6) Method according to claims 1 and 2, characterized in that several oscillating circuits operate each time with a single winding having a number of different poles.
7) Method according to claims 1 and 2, characterized in that the windings for different numbers of poles are made in the form of a closed polygonal winding.
8) Method according to claims 1 and 2, characterized in that the windings for different numbers of poles are made in the form of a closed delta connection.
9) Method according to claims 1 and 2, characterized in that the windings for different numbers of poles are made in the form of a closed polygon assembly.
10) Method according to claims 1 and 2, characterized in that the windings consist of at least two units which are galvanically coupled together at at least two points.
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