Génératrice électrique à courant continu à intensité de courant constante. La présente invention est relative à une génératrice électrique à courant continu à intensité de courant constante, comportant un induit à un collecteur muni de balais.
La génératrice suivant l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un induc teur dont une première partie entourant une extrémité de l'induit comporte au moins un enroulement en dérivation et est fixe par rapport aux balais, l'inducteur comprenant en outre une seconde partie _ entourant l'autre extrémité de l'induit, cette seconde partie comportant au moins un enroulement en série et étant montée de façon que sa position angulaire par rapport à. la première partie puisse être réglée autour de l'axe de l'induit.
De préférence, la partie de l'inducteur entourée par la première partie d'enroulement de champ est adjacente au collecteur.
Grâce à cet agencement; on obtient un dispositif de réglage du courant qui est très efficace et qui évite la complication des pièces et le coût de fabrication en résultant qui sont actuellement inévitables avec les appareils tels qu'ils sont faits maintenant.
En outre, cette génératrice: permet d'ob tenir une commutation parfaite.
Une forme d'exécution avec plusieurs variantes de l'objet de l'invention est repré sentée, à titre d'exemple,- au- dessin annexé. Dans celui-ci: La fig. 1 est une vue en plan, partie en coupe, d'une génératrice; La fig: 2 est une vue schématique en élévation de l'ensemble constituant l'induit et le collecteur; La fig. 3 est un schéma du circuit de champ de la génératrice à enroulement simple; La fig.4 est un schéma du circuit de champ représentant les bobines fixes à enroule ment compound; La fig. 5 est une vue analogue représen tant les bobines réglables â enroulement compound;
La fig. 6 est une vue analogue représen tant les deux jeux de bobines à enroulement compound.
La génératrice représentée aux fig. 1 à 3 comporte un bâti cylindrique 1 présentant à ses extrémités des étoiles 2 et 3 qui supportent l'arbre 4 de l'induit. A une de ses extrémités, cet arbre est fait de faon à être relié à une source de puissance appropriée.
Sur l'arbre 4 sont montés de faon à être solidaires de lui un collecteur 5, un induit composé des parties 6 et 7. Ces organes sont disposés dans l'ordre indiqué, les parties d'induit et le collecteur étant séparés les uns des autres par des pièces intercalées, non magnétiques, indiquées par 8. Le collecteur est disposé entre l'étoile 2 et l'extrémité voisine du bâti et sur lui portent des balais 9 montés dans des porte-balai 10, ces pièces étant de type et de construction courante.
A l'intérieur de la partie du bâti 1 voisine de l'étoile 2 et en saillie sur celle-ci, se trouvent des pièces polaires 11 entourant l'enroulement d'induit 6 adjacent au collecteur et comportant des bobines d'excitation en dérivation 12. Dans le bâti, entre l'étoile 3 et les pièces 11, est placée une bague 13 pouvant tourner dans le bâti et qui constitue la bague polaire d'un autre jeu de pièces polaires 14. Celles-ci entourent l'enroulement d'induit 7 éloigné du collecteur et sont asso ciées avec les bobines d'excitation série 15.
La bague 13 est maintenue, en étant empêchée de se déplacer axialement, entre le pourtour de l'étoile 3 et l'épaulement ménagé dans le bâti 1 à l'extrémité intérieure de la bague, comme on le voit sur la fig. 1. Cette bague peut tourner et être réglée à volonté par l'opérateur, suivant un arc déter miné et de façon appropriée à l'aide d'un bossage radial 16 en saillie extérieurement sur la bague 13 et passant à travers une fente circonférentielle 17 du bâti 1. Une vis 18, manoeuvrable à la main, est en prise avec le bossage 16 et est montée de façon à pou voir tourner mais non se déplacer axialement dans un bossage 19 en saillie sur le bâti 1 au delà d'une extrémité de Mente.
Comme cela est évident, la construction de la généra trice dans son ensemble est, par suite, extrême ment simple.
Les enroulements d'induit et le collecteur sont reliés électriquement les uns aux autres comme cela est indiqué sur la fig. 2. Dans l'enroulement de champ représenté sur la fig. 3, les bobines série 15 sont reliées en série les unes avec les autres, une borne de l'une des bobines d'extrémité de la série étant reliée au fil 20 du circuit de sortie, tandis que la borne opposée de l'autre bobine d'extrémité de la série est reliée à l'un des balais 9 par un fil 21. Les bobines en déri vation 12 sont également montées en série entre elles, une borne de l'une des bobines d'extrémité de la série étant reliée par un fil 22 à ce balai 9.
La borne opposée de l'autre bobine d'extrémité de la série est reliée à un balai voisin 9 par un fil 23 passant par un rhéostat 24; l'autre fil de sortie 25 est également relié à ce balai voisin 9.
Dans le circuit représenté sur la fig. 4, le fil 21 au lieu d'aller directement au balai du collecteur traverse des enroulements série 26 qui entourent les pièces polaires 11 en outre- des bobines 12, de sorte que les bobines fixes. sont à enroulement compound.
Dans le circuit représenté sur la fig. 5, sur le fil 23 venant de la bobine fixe extrême 12, sont intercalés entre cette bobine et le rhéostat 24 des enroulements en dérivation 27, lesquels entourent les pièces polaires 14, de sorte que l'ensemble des bobines réglables est à enroulement compound.
Dans le circuit représenté sur la fig. 6, les deux ensembles, bobines réglables et bobines fixes, sont à enroulement compound. Les bobines en dérivation 27 et les bobines série 15 forment l'enroulement compound sur les bobines réglables, tandis que les bobines série 26 et les bobines en dérivation 12 con stituent l'enroulement compound sur les bobines fixes.
Avec ce mode de construction, on effectue le réglage du courant fourni par la généra trice en déplaçant la bague polaire 13 par rapport- aux bobines fixes; soit dans, le sens de rotation de l'induit, soit en sens contraire.
La théorie du fonctionnement réside dans le fait que, l'orsqu'un pôle nord de la partie d'inducteur série déplaçable est directement en ligne avec un pôle sud de la partie d'in ducteur fixe; il se produit une force contre électromotrice dans la partie de l'induit qui se trouve sous les pôles série. Par suite, lorsque ces 'pôles sont "dans cette disposition relative, l'intensité fournie par la génératrice tombe sans que l'on affaiblisse autrement les bobines en dérivation, sauf en ce qui a trait à<B>là</B> chute du voltage aux balais.
Lorsque la partie d'inducteur série est déplacée par rapport à la partie fixe - de sorte qu'un pôle nord de la partie déplaçable n'est plus en alignement avec un pôle. sud de la partie fixe - cet effet de force contre- électromotrice est diminué, ce qui provoque l'augmentation du courant fourni par la génératrice. Cet effet se continue pour une rotation de 90 de la bague polaire déplu gable ou jusqu'à ce qu'un pôle nord de la partie fixe, moment auquel le courant fourni est à son maximum.
Ceci est<B>dû</B> au fait que la force électro motrice induite dans la partie 7 de l'induit qui se trouve sous la partie d'inducteur déplaçable a la même polarité que celle qui est induite dans la partie 6 de l'induit qui se trouve sous la partie d'inducteur fixe.
Le pôle série déplacé fixé à la bague polaire série déplacée agit alors comme un pôle intérieur ou de commutation dont la position et la force varient magnétiquement lorsque la bague polaire série est déplacée, ce qui donne une commutation parfaite. De même, l'inducteur série déblaqable donne un effet de bobine de réactance parfait lorsque la génératrice est utilisée comme génératrice de soudure pour la soudure électrique à l'arc. Ceci tient à ce qu'elle contient toutes les parties essentielles d'une bobine de réactance, à savoir un circuit magnétique dans le fer complet avec un entrefer; bobiné avec un enroulement qui est en série avec le circuit de soudure.
Il y a lieu de noter que: lorsque cette génératrice- est utilisée pour là soudure à l'arc, la partie polaire série déplaçable est feuilletée de façon<B>-à</B> être rendue plus rapide ment sensible au réglage du courant let à \donner une sensibilité' de réactance pour le circuit de soudure. Comme on l'a déjà indiqué au sujet' de la fig. 4, les pôles fixes peuvent être à enroule ment compound, les bobines série de ces pôles étant utilisées pour réduire ou augmenter la force électromotrice suivant que cela est nécessaire de façon à réduire l'intensité magnétique des pôles de champ ou à aug menter l'intensité magnétique des pôles fixes.
De même, les pôles de la bague polaire réglable peuvent être à enroulement compound, comme cela a- été décrit au sujet de la fig. 5. La bobine en dérivation supplémentaire ainsi réalisée est utilisée pour augmenter ou pour diminuer l'intensité magnétique des pôles déplagables ou pour leur donner une polarité soit nord, soit sud. Si les deux jeux des bobines sont à enroulement compound, comme cela est représenté sur la fig. 6, on obtient une action de transformateur qui tend à provo quer un changement rapide dans la tension de la génératrice dans le cas de variations momentanées de la quantité de courant prise à la génératrice.
Cette action de transforma teur est très désirable lorsque la génératrice est utilisée pour donner du courant pour la soudure électrique à l'arc.
Direct current electric generator at constant current intensity. The present invention relates to a direct current electric generator at constant current intensity, comprising an armature with a collector provided with brushes.
The generator according to the invention is characterized in that it comprises an inductor, a first part of which surrounding one end of the armature comprises at least one shunt winding and is fixed with respect to the brushes, the inductor further comprising a second part surrounding the other end of the armature, this second part comprising at least one winding in series and being mounted so that its angular position with respect to. the first part can be adjusted around the axis of the armature.
Preferably, the part of the inductor surrounded by the first field winding part is adjacent to the collector.
Thanks to this arrangement; a current regulator is obtained which is very efficient and which avoids the complication of parts and the resulting manufacturing cost which are presently unavoidable with the apparatuses as they are now made.
In addition, this generator: makes it possible to obtain perfect switching.
An embodiment with several variants of the object of the invention is shown, by way of example, - in the accompanying drawing. In it: Fig. 1 is a plan view, partly in section, of a generator; FIG: 2 is a schematic elevational view of the assembly constituting the armature and the collector; Fig. 3 is a diagram of the field circuit of the single winding generator; Fig.4 is a diagram of the field circuit showing the fixed coils with compound winding; Fig. 5 is a similar view showing the adjustable compound wound coils;
Fig. 6 is a similar view showing the two sets of coils with compound winding.
The generator shown in FIGS. 1 to 3 comprises a cylindrical frame 1 having at its ends stars 2 and 3 which support the shaft 4 of the armature. At one of its ends, this shaft is made so as to be connected to a suitable power source.
On the shaft 4 are mounted so as to be integral with it a collector 5, an armature composed of parts 6 and 7. These members are arranged in the order indicated, the armature parts and the collector being separated from each other. others by interposed, non-magnetic parts, indicated by 8. The collector is arranged between star 2 and the neighboring end of the frame and on it carry brushes 9 mounted in brush holders 10, these parts being of type and of current construction.
Inside the part of the frame 1 adjacent to the star 2 and projecting therefrom, there are pole pieces 11 surrounding the armature winding 6 adjacent to the collector and comprising excitation coils in shunt 12. In the frame, between the star 3 and the parts 11, is placed a ring 13 which can rotate in the frame and which constitutes the pole ring of another set of pole pieces 14. These surround the winding of 'armature 7 remote from the collector and are associated with the excitation coils series 15.
The ring 13 is held, while being prevented from moving axially, between the periphery of the star 3 and the shoulder formed in the frame 1 at the inner end of the ring, as seen in FIG. 1. This ring can be rotated and adjusted at will by the operator, following a determined arc and suitably using a radial boss 16 projecting outwardly on the ring 13 and passing through a circumferential slot 17. frame 1. A hand-operable screw 18 engages boss 16 and is mounted so that it can rotate but not move axially in boss 19 projecting from frame 1 beyond one end from Mente.
As is evident, the construction of the generator as a whole is, therefore, extremely simple.
The armature windings and the collector are electrically connected to each other as shown in fig. 2. In the field winding shown in fig. 3, the series coils 15 are connected in series with each other, one terminal of one of the end coils of the series being connected to the wire 20 of the output circuit, while the opposite terminal of the other coil end of the series is connected to one of the brushes 9 by a wire 21. The bypass coils 12 are also connected in series with one another, a terminal of one of the end coils of the series being connected by a wire 22 to this brush 9.
The opposite terminal of the other end coil of the series is connected to a neighboring brush 9 by a wire 23 passing through a rheostat 24; the other output wire 25 is also connected to this neighboring brush 9.
In the circuit shown in fig. 4, the wire 21 instead of going directly to the brush of the collector passes through series windings 26 which surround the pole pieces 11 in addition to the coils 12, so that the coils fixed. are compound wound.
In the circuit shown in fig. 5, on the wire 23 coming from the end fixed coil 12, are interposed between this coil and the rheostat 24 bypass windings 27, which surround the pole pieces 14, so that all of the adjustable coils have a compound winding.
In the circuit shown in fig. 6, Both sets, adjustable coils and fixed coils, are compound wound. The shunt coils 27 and the series coils 15 form the compound winding on the adjustable coils, while the series coils 26 and the shunt coils 12 constitute the compound winding on the fixed coils.
With this method of construction, the current supplied by the generator is adjusted by moving the pole ring 13 relative to the fixed coils; either in the direction of rotation of the armature, or in the opposite direction.
The theory of operation is that, when a north pole of the movable series inductor part is directly in line with a south pole of the fixed inductor part; a counter electromotive force is produced in the part of the armature which is located under the series poles. Therefore, when these 'poles are "in this relative arrangement, the current supplied by the generator falls without otherwise weakening the shunt coils, except as regards <B> there </B> fall. voltage to the brushes.
When the series inductor part is moved relative to the fixed part - so that a north pole of the movable part is no longer in alignment with a pole. south of the fixed part - this counter-electromotive force effect is reduced, causing the current supplied by the generator to increase. This effect continues for a 90 ° rotation of the displaceable pole ring or until a north pole of the fixed part, when the current supplied is at its maximum.
This is <B> due </B> to the fact that the electro-motive force induced in part 7 of the armature which is under the movable inductor part has the same polarity as that which is induced in part 6 of the armature which is located under the fixed inductor part.
The displaced series pole attached to the displaced series pole ring then acts as an inner or switching pole whose position and force vary magnetically as the series pole ring is moved, resulting in perfect switching. Likewise, the unblockable series inductor gives a perfect reactance coil effect when the generator is used as a welding generator for electric arc welding. This is because it contains all the essential parts of a reactance coil, namely a magnetic circuit in the complete iron with an air gap; wound with a winding which is in series with the solder circuit.
It should be noted that: when this generator is used for arc welding, the movable series pole part is laminated so <B> -à </B> to be made more quickly sensitive to the adjustment of the current let \ give a reactance sensitivity for the solder circuit. As already indicated in connection with FIG. 4, the fixed poles can be compound wound, the series coils of these poles being used to reduce or increase the electromotive force as necessary in order to reduce the magnetic strength of the field poles or to increase the magnetic force. magnetic intensity of the fixed poles.
Likewise, the poles of the adjustable polar ring can be compound wound, as has been described with regard to FIG. 5. The additional shunt coil thus produced is used to increase or decrease the magnetic intensity of the shiftable poles or to give them either a north or south polarity. If both sets of coils are compound wound, as shown in fig. 6, a transformer action is obtained which tends to cause a rapid change in the voltage of the generator in the event of momentary variations in the amount of current taken from the generator.
This transformer action is very desirable when the generator is used to provide current for electric arc welding.