Machine électrique compensée à courant alternatif. L'invention se rapporte à une machine électrique compensée à courant alternatif, par exemple du type asynchrone. Elle permet par exemple de produire les courants de com pensation, c'est-à-dire les courants magnéti- sants, par des moyens plus satisfaisants que ceux connus jusqu'ici pour les machines ana logues de puissance modérée.
La machine selon l'invention présente la particularité que, d'une part, elle comporte pour l'excitation d'une partie dite machine principale, un convertisseur de fréquence à collecteur ayant un nombre de pôles différent de celui de l'enroulement de ladite machine principale, et que, d'autre part, les circuits magnétiques de la machine principale et de l'excitatrice, séparés dans les machines con nues du genre en question, sont réunis en un seul, des dispositions étant prévues pour empêcher l'induction mutuelle entre des bo binages correspondant à des nombres de pôles différents.
L'invention est une combinaison avanta geuse d'éléments de construction connus. Le convertisseur de fréquence utilisé comme excitatrice peut être réalisé par exemple soit selon le système Maurice Leblanc (décrit dans la Revue ,l'Eclairage Electrique" du 28 juillet 1900), soit selon le système Boucherot (brevets français n 284852 et n 285083), soit selon tout autre système d'excitation analogue aux précédents. Le dessin ci-annexé rappelle, par certaines de ses figures, des dispositions connues et représente, par d'autres figures, des formes d'exécution de l'objet de l'invention, à titre d'exemple.
La fig. 1 est le schéma représentant à la fois une machine compensée connue et un mode de réalisation de l'invention ; Les fig. 2 et 3 représentent deux modes de connexion connus entre le bobinage du rotor d'une excitatrice système Maurice Leblanc et son collecteur; Les fig. 4 et 5 montrent deux exemples de tôles de stator de la machine; La fig. 6 est le schéma du stator d'une machine suivant l'invention, établie. pour alimentation en courant monophasé. Il convient de développer d'abord le prin cipe connu de l'excitation par un convertisseur de fréquence établi soit selon le système Leblanc, soit selon celui de Boucherot.
Dans l'un et l'autre de ces deux systèmes, le ré seau L est connecté au stator SP de la ma chine principale, et aussi au stator Se de l'excitatrice (fig. 1), ce dernier stator portant un bobinage polyphasé ordinaire. Le rotor Re de l'excitatrice comporte, ausi bien dans le système Leblanc que dans le systéme Boucherot, un collecteur qui, en général, ne correspond pas au même nombre de pôles que les bo binages. Sur ce collecteur, on recueille les courants servant à exciter le rotor de ma chine principale RP; ces courants sont des courants à basse fréquence si l'excitatrice est accouplée à une machine asynchrone, ou bien du courant continu, si elle est destinée à une machine synchrone.
Soient: pP le nombre de paires de pôles de la machine principale, pe le nombre de paires de pôles de l'excitatrice, pc le nombre de paires de pôles du collecteur. L'équation exprimant, dans l'excitation selon Leblanc ou Boucherot, les rapports possibles entre ces trois nombres est PP = pe Pc.
Dans l'excitatrice Leblanc, le bobinage du rotor Re est un bobinage ordinaire de ma chine à courant continu à 2 pe pôles; le collecteur comporte le nombre de laines cor respondant à 2 pc pôles.
Si l'on veut réaliser dans le cas Leblanc la combinaison: pP =pe + pc le champ de l'excitatrice doit tourner dans le sens du mouvement du rotor, et les connexions entre l'induit et le collecteur doivént être inversées comme l'indique la fig. 2.
Si l'on veut réaliser dans le cas Leblanc la relation : pP = pe - pc le champ de l'excitatrice doit encore tourner dans le sens du mouvement de l'induit, mais les connexions ne doivent pas être inversées; elles sont exécutées suivant la fig. 3. Si l'on veut réaliser dans le cas Leblanc la relation : pP = pc - pe le champ d'excitation doit tourner en sens inverse du mouvement de l'induit, et les connexions re doivent pas être inversées.
Suivant les cas, l'une ou l'autre de ces trois combinaisons pourra être utilisée. Dans l'excitatrice Boucherot, le bobinage est spécial, un élément de bobinage compris entre deux lames consécutives du collecteur étant composé de spires dont le nombre varie suivant une loi sinusoïdale. Les sens relatifs du champ principal et du champ d'excitation sont les mêmes que pour le système Leblanc.
Ceci posé, une forme d'exécution de l'objet de l'invention peut être réalisée comme suit: Les deux circuits magnétiques de la ma chine principale et de l'excitatrice sont réunis en un seul cr choisissant des modes de bobi nage et des nombres de pôles 2 pP et 2 pe tels qu'il n'y ait pas d'induction mutuelle entre les bobinages SP et Se correspondants. Le schéma général demeure celui de la fig. 1.
Divers artifices, connus pour d'autres applications peuvent être utilisés pour em pêcher l'induction mutuelle entre bobinages principal Sr et d'excitation Se, à savoir no tamment: raccourcissement ou allongement du pas, couplage en étoile des phases, cou plage en série ou en série parallèle des bo bines d'une même phase; utilisation pour les bobinages à collecteur de connexions série, série parallèle, ou de sections à deux ou plusieurs spires convenablement décalées les unes par rapport aux autres, ou tout autre artifice plus ou moins analogue.
En général, il est avantageux d'alimenter le bobinage d'excitation Se sous une tension réduite, en le branchant, suivant une méthode connue employée dans d'autres applications, sur quelques spires du bobinage principal SP, ou sur Lin bobinage auxiliaire de quelques spires ayant le même nombre de pôles que le bobinage principal.
Dans une machine ainsi établie, la ligne ali mente directement le stator, aucune difficulté de commutation rie se présente au démarrage, et la compensation se produit même à vide; aucun autre système connu, dans lequel l'excitatrice est combinée à la machine principale, ne présente ces trois avantages réunis.
On peut remarquer que le flux maximum qui traverse les différentes sections de la denture du stator est variable. Ainsi, dans le cas de pP = 2, pe = 4, ce flux varie d'une valeur maximum dans deux sections diamé trales A, A1 (fig. 4) à une valeur minimum dans les deux sections B, B1 situées à 90 des précédentes. En conséquence, dans ce cas et dans tous les cas analogues, on pourra découper les tôles avec des plats dans les zones où ne passe pas le flux maximum.
Dans le cas de pP = 6, pc = 2, il y a quatre zones de flux maximum et quatre zones de flux minimum, et l'on pourra adopter la forme de tôles de la fig. 5.
On pourra également donner aux dents du stator des largeurs différentes dans les zones d'induction maximum et d'induction minimum.
La machine décrite peut être utilisée soit comme moteur, soit comme génératrice, syn chrone ou asynchrone, monophasée, diphasée ou triphasée.
Pour le fonctionnement en machine syn chrone il n'y a sur le collecteur que deux jeux de balais, l'un positif, l'autre négatif. Dans le fonctionnement avec du courant mo nophasé, le bobinage principal du stator SP est seul monophasé, tous les autres bobinages demeurent polyphasés comme l'indique, à titre d'exemple, le schéma de la fig. 6. Sur cette figure, le bobinage d'excitation Se est branché en a1, a2, a3 sur un bobinage auxiliaire tri- phasé combiné partiellement avec le bobinage principal.