Dispositif à saturation magnétique. L'objet de la présente invention est un dispositif à saturation magnétique, tel qu'un dispositif .amplificateur magnétique.
La partie essentielle d'un dispositif am plificateur magnétique consiste ordinairement en une inductance pourvue d'un ou de plu sieurs enroulements parcourus par du courant continu ou redressé et un ou plusieurs enrou- lements parcourus. par du courant alternatif.
Les enroulements à courant continu ou re dressé ont pour but -de donner au cirouit ma- gnAtique de l'inductance une prémagnétisa- tion variable qui a pour effet ide rendre, va riable la perméabilité apparente de ce cir cuit et les enroulements à courant alternatif servent à insérer dans le circuit à contrôler une impédance variable, puisque la perméa bilité moyenne du circuit magnétique varie en fonction ,
des ampères-tours parcourant les enroulements de saturation.
Dans un dispositif amplificateur magné tique, l'effet ,amplificateur est obtenu du fait que la variation ,de l'énergie réactive contrôlée dans le circuit -où sont insérés les enroule ments alternatifs peut être K fois plus ,grande que la variation: correspondante & l'énergie envoyée dans les enroulements .de saturation. K représente alors Se coefficient d'amplifi cation idudispositif.
La présente invention se .rapporte à un dispositif à saturation magnétique et a pour but d'améliorer le fonctionnement :de self- inductances à enroulements de saturation fai sant partie de -systèmes de saturation magné tique tels que des amplificateurs magonétiques.
Suivant l'invention, le dispositif à satu ration magnétique, dans lequel une induc tance est pourvue d'enroulements parcourus par -du courant alternatif et d'enroulements parcourus par du courant continu, est carac térisé en ce que le circuit magnétique et les enroulements sont disposés -de telle manière que la réluctance du chemin parcouru par le fluxdéveloppé par le courant alternatif soit supérieure à ,celle du chemin parcouru par le flux développé par le courant continu.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention: La fi-. 1 représente la. courbe de magné tisme d'un circuit de système à saturation magnétique et le cycle d'hystérésis envisagé; La fig. 2représente un exemple d'induc tance pour amplificateur magnétique incor porant les caractéristiques de l'invention;
La. fig. 3 montre les courbes de l'induc tion -développée respectivement dans les noyaux latéraux du circuit de la. fig. ? ainsi que les courbes des tensions développées dans les enroulements correspondants;
Les fig. 4, 5 et 6 sont des schémas faci litant l'exposé du fonctionnement d'un dispo sitif incorporant les caractéristiques de l'in vention et utilisant notamment des enroule ments tertiaires; La fib. 7 représente des graphiques faci litant l'exposé de l'action des enroulements tertiaires, et les fig. 8, 9 et 10 représentent des modi fications des figures précédentes.
La fig. 11 représente une coupe en éléva tion d'une self inductance construite suivant la présente invention, et la. fi-. 12 représente une coupe, en plan, de la même self-inductance.
Il est connu que, dans des inductances comportant des enroulements de saturation à courant continu et des enroulements à courant alternatif, telles que, notamment, les indue- tances utilisées dans les amplificateurs ma gnétiques, le fer ou substance du circuit ma- étique est soumis à la superposition d'un champ constant créé par les enroulements de: saturation et d'un champ alternatif développé par les ampères-tours du ou .des enroulements parcourus par le courant alternatif.
En supposant que Fenro.ulement à courant. alternatif soit parcouru par un courant sinu- soïda-1 développant dans le fer un champ al ternatif Ha dont la valeur maxima. est<I>(Ha)</I> Jl et que l'enroulement de saturation soit par couru par un courant continu développant un champ constant H, le champ résultant oscille entre les deux valeurs extrêmes H. - (Ha) ill et H,, -1- (Ha)
M et le point figuratif repré sentant l'état. de magnétisation du fer se dé place sur un cycle d'hystérésis dont la forme est indiquée en 1. sur la fib. 1.
La courbe est la courbe d'induction du fer ou substance magnétique. Dans cette figure, les ordonnées h désignent les inductions et les abscisses <I>H .</I> des champs magnétiques. Ce cycle est tangent aux verticales passant par les abscisses <I>HI - (Ha) M et</I> He -i- (Ha) M et entoure le point G qui est le point figuratif de fonction nement lorsque le fer est soumis uniquement à la. prémagnétisation du champ continu HI.
Ce point G sec trouve sur la courbe de magné tisme figurée. On remarque que, pendant les alternances négatives, les ampères-tours alter- natifs ont un effet de désaturation puisqu'ils se retranchent des ampères-tours continus.
Il en résulte d'abord une diminution de l'effet de la saturation, c'est-à-dire une diminution de la sensibilité du système et ensuite une dissymétrie dans le cycle d'hystérésis entraî nant une dissymétrie dans les tensions déve loppées dans l'enroulement alternatif. En effet, la pente moyenne du cycle d'hystérésis est plus grande dans la région correspondant à l'intervalle HI, <B>-</B>(Ha)<I>M à HI</I> que dans l'intervalle HI à H,, -f- (Ha)
M.
Cette diminution de sensibilité du système et cette dissymétrie des tensions développées dans l'enroulement alternatif peuvent être réduites et pratiquement éliminées par réduc tion du champ développé par les ampères tours alternatifs vis-à-vis du champ déve loppé par les ampères-tours de saturation.
Il est clair, en considérant la. fig. 1, que plus la valeur de<I>(Ha) M</I> est petite par rap port à celle de HI, moins la. dissymétrie .du cycle d'hystérésis est accusée et plus les va riations de la perméabilité moyenne du fer ou substance magnétique utilisée sont grandes pour une même variation du champ de satu ration H,. Il est possible de réduire la.
valeur de<I>(Ha) M</I> par rapport à celle de<I>HI</I> en di minuant le nombre d'ampères-tours alterna tifs par rapport au nombre d'ampères-tours du circuit de saturation. Toutefois, comme habituellement le courant qui parcourt l'en- roulement alternatif est idéterminé :
et que la tension qui .doit se .développer aux bornes de cet enroulement est également déterminée, il est nécessaire, pour utiliser un petit nombre de spires seulement, d'employer des sections de fer importantes, ce qui peut entraîner la réalisation,de circuits magnétiques anormaux d'une construction difficile.
L'un des buts de l'invention est de réaliser des systèmes à satu ration magnétique donnant les mêmes résul tats qu'un système à petit nombre de spires parcourues par un courant ;alternatif, mais présentant un circuit magnétique @de dim@en- sions telles qu'il soit aisément réalisable.
Dans ce but, suivant l'invention, au lieu de diminuer de façon importante et nuisible les ampères-tours alternatifs vis-à-vis .des ampères-tours de saturation, on réalise un cir cuit magnétique tel que la réluctance oppo sée à la. force magnétomotrice ,développée par les ampères-tours alternatifs soit supérieure à la réluctance opposée @à la force magnéto- motrice développée par les ampères-tours de saturation.
Un exemple de dispositif incorporant les caractéristiques de l'invention est représenté sur la fig. 2, qui montre un circuit magnéti que .en coupe suivant le plan des tôles. Ce circuit magnétique comprend trois noyaux 10, 11 :et 12, les culasses 16 -et 17, le noyau cen tral 11 étant de section double de celle des noyaux latéraux qui ont des sections iden tiques.
L'enroulement à courant alternatif 13 est bobiné sur le noyau central 11 et les en roulements de saturation 14 et 15 sur les noyaux latéraux 10 :et 12 respectivement. Le sens des deux enroulements,de ,saturation 14 et 15 est tel que les flux qu'ils développent dans le circuit magnétique s'annulent à l'in térieur du noyau central 11.
Dans .le noyau central 11 sont pratiqués un ou plusieurs entrefers tels que 18.
La ligne en trait mixte 19 montre le par cours des lignes de force correspondant au champ développé par les enroulements :de sa- turation 14 et 1.5. On voit que cette ligne en trait mixte parcourt les noyaux latéraux 10 et 12 et les culasses 16 et 17. Les lignes en pointillé 20 et 21 représen tent les parcours des lignes de force dévelop pées par l'enroulement alternatif 13. On voit que celles-ci, au contraire, traversent l'entre- fer du noyau central 11.
Les sens des courants dans les divers en- roulements sont indiqués par les flèches tra cées sur ces enroulements, les deux enroule ments -de saturation 15 et 14 'étant alimentés en série avec,du courant continu ou redressé.
Pour faciliter la lecture :des dessins, les cir cuits :à courant continu ont été .dessinés en trait fort aussi bien sur la fig. 2 que -sur les figures suivantes. ' Avec une telle disposition, la réluctance opposée à la force magnétomotrice dévelop pée par :
les ampères-tours alternatifs est plus élevée que la réluctance opposée à la force magnétomotrice développée par les ampères- tours,de saturation.
De plus, .le flux développé par l'enroulement alternatif donne naissance, dans les enroulements de saturation 14 et 15, à des tensions égales et opposées. De cette manière, la tension résultante développée par le flux dû à l'enroulement alternatif 13 dans les enroulements -de, saturation 14 et<B>15</B> est nulle.
Il en résulte .que le champ développé par l'enroulement -alternatif est faible vis-à-vis du champ -développé par les enroulements de saturation. Par suite, ce dispositif ne présente pas l'inconvénient d'une désaturation indési rable due @à .l'influence de l'alternance néga tive du courant qui traverse, l'enroulement alternatif 13,
le terme alternance négative étant pris ici pour @dés@gner l'alternance pen dant laquelle les âmpères-tours alternatifs se soustraient des ampères-tours .de .saturation.
On remarquera que, tandis que le champ résultant passe de H, à H, -<I>(Ha) M</I> dans l'un des noyaux latéraux, ce champ passe de H, à H, -I- (Ha) M dans l'autre noyau. Au trement dit, quand il y a désaturation dans l'un des noyaux .latéraux, il y a sursaturation dans l'autre .et vice versa.
La perméabilité moyenne dans les deux noyaux latéraux :est :la même pour une valeur donnée du courant .de saturation, mais la per- méabilité instantanée est différente: elle est plus grande pour le noyau dans lequel les ampères-tours alternatifs se soustraient des ampères-tours de saturation et plus faible dans celui où les ampères-tours alternatifs s'ajoutent aux ampères-tours de saturation. Le flux développé par l'enroulement alterna tif ne se répartira donc également entre les deux noyaux latéraux que pour un courant. de saturation nul.
Au contraire, pour une certaine valeur du courant de saturation, il aura. tendance à. se répartir d'une façon iné gale, c'est-à-dire que moins de<B>50%</B> du flux du noyau central passera. par le noyau dans lequel la. perméabilité instantanée est plus forte et plus de 50 % dans le noyau dans lequel la. perméabilité instantanée est plus faible. A chaque période, cette inégalité s'in verse, en sorte que la. valeur moyenne du flux dans les noyaux latéraux est bien 50 de la va-leur moyenne du flux dans le noyau central.
Cette inégalité des flux instantanés dans les noyaux latéraux entraîne une inégalité des valeurs instantanées des tensions en opposi tion développées dans les deux enroulements de saturation, en sorte que la. tension résul tante développée dans l'enroulement de satu ration n'est nulle que dans le cas où le cou rant de saturation est nul.
Lorsque le courant de saturation a une valeur donnée, il se développe dans les enrou lements de saturation une tension alternative résultante dont la valeur est égale à.la diffé rence entre les valeurs instantanées des ten sions alternatives qui se développent dans chacun des deux enroulements de saturation. Du fait que dans chacun des noyaux latéraux la.
perméabilité moyenne est plus faible pen dant une demi-période que dans l'autre, il résulte que l'induction qui se développe dans chacun des noyaux latéraux présente deux demi-ondes inégales, c'est-à-dire que l'onde représentant l'allure de l'induction pendant une période est dissymétrique par rapport à l'axe .des temps.
La fig. 3 montre en 31 la courbe repré sentative de l'induction développée dans l'un des noyaux latéraux et en 32 la courbe repré sentative de l'induction développée dans l'autre noyau. D'autre part, la courbe 33 re présente la tension développée dans l'enrou lement de saturation bobiné sur le noyau .dans lequel l'induction varie suivant 31. La, courbe 34 représente la tension développée dans l'autre enroulement de saturation bobiné sur le noyau dans lequel l'induction varie sui vant 32.
Bien entendu, les ordonnées des courbes 33 et 34 sont, pour chaque valeur de l'abscisse, respectivement, proportionnelles au coefficient angulaire de la tangente aux courbes 31 et 32, la tension étant proportion nelle ù la dérivée de l'induction.
Ces deux enroulements étant en série, il se développe dans l'ensemble de ces enroule ments une tension résultante représentée en 35, laquelle ne contient que des harmoniques pairs. Autrement dit, dès que le courant de saturation prend une valeur finie, le courant de l'enroulement alternatif développe, dans les enroulements de saturation, non seulement des tensions à la fréquence fondamentale qui sont en opposition et qui s'annulent, mais encore des harmoniques pairs de ces tensions qui, eux, sont.
en concordance et créent. une tension résiduelle, à la fréquence double de la, fréquence fondamentale, dans l'enroule ment de saturation.
On peut prévoir des dispositions qui ne présentent plus cet inconvénient de dévelop per une tension résiduelle résultant de la dis symétrie dans les demi-ondes @de la courbe représentative -de l'induction dans chacun des noyaux latéraux, mais qui comportent des moyens pour compenser dans les noyaux laté raux l'inégalité entre la valeur moyenne de la perméabilité pendant une demi-période et sa valeur moyenne pendant l'autre demi- période.
Un dispositif pourvu de tels moyens évi tera l'introduction d'une composante alterna- tive résiduelle dans le circuit de saturation qui peut, dans certains cas, par exemple dans le cas de redresseurs compoundés, faire partie du circuit d'utilisation.
Il présentera, égale ment une sensibilité accrue sous l'effet de la pré-magnétisation de l'enroulement ,de satura tion par le fait que la compensation de l'iné galité :entre la perméabilité moyenne pendant une demi-période et la perméabilité moyenne pendant l'autre demi-période entraîne, pour une même valeur des ampères-tours de satu ration, une diminution de la perméabilité moyenne pendant la totalité de la période. Or.
il est connu qu'un système magnétique à satu ration est d'autant plus sensible que la per méabilité moyenne du circuit magnétique sou mis à l'action du champ alternatif décroit plus rapidement à mesure que le courant de satu ration augmente.
Ces moyens peuvent consister en un sys tème :d'enroulements qui seront .dénommés tertiaires dans le présent exposé. Ce système :
d'enroulements est associé au système d'en roulements de saturation utilisé, c'est-,à-,dire que ces enroulements tertiaires peuvent être bobinés sur les mêmes noyaux et dans le même sens que .lesdits enroulements de satu ration mais, au lieu d'être insérés dans le cir cuit -de saturation, ils peuvent être mis en court-circuit sur eux-mêmes.
Die .tels. enrou- lements tertiaires sont représentés sur les fig. 4, 5,et 6, 4:a:ns lesquelles les mêmes réfé rences que dans la, fig. 2 sont affectées aux éléments identiques, ,les enroulements ter tiaires étant désignés par les références 22 et 23 respectivement, ces deux enroulements 22 et 23 étant directement reliés entre eux de manière à constituer un système d'enroule ments :court-circuité.
En se reportant de nouveau ù la fig. 3, on peut considérer que les courbes 33, 34 et 35 représentent respectivement les .deux ten sions composantes qui se développent dans chacun des enroulements tertiaires 22 et 23 ainsi que la tension résultante qui se déve loppe dans ,l'ensemble de ces enroulements tertiaires. Cette tension résultante 35 donne naissance â un courant :de circulation en qua drature avec elle et dont l'onde fondamentale est représentée en 36.
On voit que les :ampères tours correspondant à ce courant de circula tion ont tendance à compenser les dissymé tries des demi-onde:s des courbes 31 et 32, c'est-à-dire à compenser les inégalités qui se manifesteraient dans .les valeurs instantanées respectives @de l'induction à l'intérieur :de cha cun des noyaux latéraux 10 et 12 si les enrou lements tertiaires 22 et 23 n'existaient pas.
Le fonctionnement d'un tel dispositif sera mieux compris en se reportant maintenant aux fig. 4, 5 -et 6. Sur ces figures, les lignes de force correspondant aux champs créés par chacun des enroulements sont représentées par :des lignes en trait :
de même nature que les traits des enroulements mêmes, les lignes de force .des champs de l'enroulement alter natif en trait fin 13 étant indiquées en trait fin en 24, les lignes de force des .champs des enroulements de .saturation en trait fort 14 et 15 étant indiquées en trait fort 25, et les lignes de force,
des champs des enroulements tertiaires 22 et 23 en trait pointillé étant indi- quées en pointillé en 26.
La fig. 4 représente les sens des courants et des champs au moment où le courant alter- natif parcourant l'enroulement 13 passe aux environs :de son maximum de l'alternance po sitive.
La fig. 5 représente les sens des courants et des champs au moment où le .courant alter natif parcourant l'enroulement 13 passe aux environs de son minimum de l'alternance né gative.
Sur la fig. 4, .les champs 24 et 25, déve loppés par les enroulements 13, d'une part, et 14, 15, d'autre part, s'opposent dans le noyau 10 et se superposent dans le noyau 12. La perméabilité, en l'absence de l'enroule ment tertiaire 22, 23, serait alors plus grande dans le noyau 10 ,que :dans le noyau 12.
Il se :développe idans les enroulements 22 et 23 un courant de circulation, dont le sens est indiqué par les flèches, qui donne naissance à un champ additionnel 26 en opposition avec le champ 24 développé par ,l'enroulement alter natif 13 dans le noyau 10 et en concordance avec ce champ 24 dans, le noyau 12.
L'effet du:courant decrcülation,dans les enroulements 22 et 23 est donc de réduire la perméabilité moyenne dans le noyau 10 et dans le noyau 12. Mais, par suite,de la courbure de la courbe te magnétisme, le courant de circulation dans les enroulements \?2 et ?3 entraîne une dimi nution de la perméabilité moyenne du noyau 10 supérieure 'a la diminution de la.
perméabi lité moyenne du noyau 12, et il en résulte que l'inégalité entre les valeurs respectives de la perméabilité .dans le noyau 1.0, d'une part, sous l'effet des enroulements 14 et 22 et dans le noyau 12, d'autre part, sous l'effet. des enroulements 15 et 23 est compensée.
Sur la fig. 5, le champ développé par l'enroulement alternatif 13 est. nul. Le sens du courant de circulation dans les enroule ments tertiaires 22 et 23 est alors inverse de celui représenté sur la fig. 4. Les a,mpères- toursdans les @enroulements tertiaires tendent: à s'opposer aux ampères-tours de saturation. Il n'y a aucune inégalité entre les valeur respectives de l'induction dans chacun des noyaux latéraux.
Sur la- fi-. 6, les champs respectifs déve loppés par l'enroulemen:t alternatif 13, d'une part, et les enroulements @de saturation 1.4 et: 15, d'autre part, s'opposent dans le noyau 1.2 et se superposent dans le noyau 10. En l'ab sence des enroulements tertiaires ?2 et 23, la perméabilité serait alors plus grande dans le noyau 1? que dans le noyau 10. Il se déve loppe .alors, dans les enroulements<B>229</B> et<B>23,</B> un courant de circulation dont le sens est indiqué par les flèches et qui est le même que celui de la. fig. 4.
Ce courant de circula tion développe un champ additionnel 26 en opposition avec le champ 24 développé par l'.enroulement alternatif 13 dans le noyau 12 et en concordance avec ce champ dans le noyau 10. L'effet de ce courant de circula tion sera. alors de diminuer la perméabilité moyenne dans le noyau 10 -et ans le noyau 12, mais, par suite de la courbure de. la courbe de magnétisme, la diminution dans le noyau 12 sera. supérieure à la. diminution dans le noyau 10 -et il en résultera encore que l'iné galité entre les. valeurs respectives de la per méa-bilité dans les noyaux 10 et 12 sera com pensée.
En résumé, il circule à chaque instant dans les enroulements 22 et 23 des ampères- tours additionnels nécessaires pour compenser les inégalités instantanées des flux respectifs des noyaux latéraux 10 et 12, inégalités dues à la courbure de la courbe de magnétisation.
Les ampères-tours de ces enroulements ter tiaires ont pour effet de diminuer pour clla- que noyau latéral l'action des ampères-tours de l'enroulement alternatif 13 lorsqu'ils sont désaturants par rapport aux ampères-tours de saturation et d'accroître au contraire leur ac tion lorsqu'ils sont saturants par rapport aux arnpéres-tours de saturation.
On verra, d'autre part, plus loin dans l'exposé, que l'action des ampères-tours de ces enroulements tertiaires 22 et 23 a pour effet de diminuer la valeur de la perméabilité, moyenne dans chacun des noyaux latéraux 10 et 12 pour une même valeur des ampères- tours des enroulements de saturation 14 et 15.
On se rendra mieux compte du mode d'ac tion de ces enroulements tertiaires en se re portant au graphique de la fig. 7 sur laquelle on a figuré en<I>0 A A' M B B'</I> la courbe de magnétisme correspondant aux tôles em ployées, en portant en abscisse sur l'axe Ox la, valeur du champ résultant développé par les différents enroulements et en ordonnée, suivant: l'axe 0 B, la valeur de l'induction correspondante.
On néglige dans ce qui suit, pour plus de simplicité, l'effet de l',hystérésis, .mais les conclusions restent qualitativement inchan- r4,ées si l'on tient compte de l'hystérésis.
On porte en 0 P la valeur du champ cons tant développé par les enroulements de satu ration 14 et 15. On suppose, d'autre part, que l'enroulement alternatif développe un champ alternatif < font la valeur maxima est repré sentée par les vecteurs<I>P Q</I> et<I>P Q'.</I>
La courbe représentative .de ce champ alternatif est une sinusoïde représentée en 41 par un trait pointillé dans le système d'axes Ox-0t. On voit que la valeur instantanée du champ de saturation et du champ alterna tif oscille entre les valeurs extrêmes 0 Q et 0 Q'.
La courbe représentative des variations de B en fonction du temps sera- représentée dans le système d'axes OR-0t' par une autre courbe 44 figurée en pointillé et dont chaque point<I>m'</I> correspond à un point<I>m</I> de la courbe 41, en prenant comme valeur de l'abscisse la même que celle de m et, comme valeur de l'ordonnée, celle correspondant à l'abscisse de m sur la courbe -de magnétisme.
On voit que, par suite de la courbure de la courbe de magnétisme, les deux demi-ondes de la courbe 44 sont dissymétriques, les demi- ondes de l'alternance positive étant aplaties par rapport aux demi-ondes ide l'alternance négative. Il y a lieu de remarquer que cette courbe représente l'allure de l'induction dans l'lzn des noyaux latéraux 10 ou 12.
La courbe représentative de l'induction dans l'autre noyau latéral différerait seulement de la pré cédente en ce qu'elle serait décalée d'une, demi-période par rapport à la courbe 44. Dans l'un ou l'autre des noyaux 10 ou 12, si l'on néglige le phénomène d'hystérésis, la valeur de la perméabilité moyenne sera .donnée par la pente -de la droite<I>A B,</I> A et B étant les intersections avec la courbe de magnétisme des verticales e t des horizoMales tangentes respectivement aux sommets supérieur et infé rieur des courbes 41 et 44.
Pour que les deux demi-ondes de la courbe représentant l'induction soient symétriques, il est nécessaire qu'il se développe dans les en roulements tertiaires 22 et 23 une circulation d'harmoniques pairs telle que la courbe re présentative du champ résultant soit défor mée de manière à eé que la -déformation ap portée à cette courbe,<B>déjà</B> déformée par la courbure de la courbe de magnétisme, en effec tuant la construction graphique déjà utilisée pour passer de la courbe 41 à la courbe 44,
aboutisse à une courbe 45 dont les deux demi- ondes sont symétriques. Corrélativement, l'amplitude de la courbe 45 sera inférieure à celle de la courbe 44, c'est-à-dire que le sys tème sera plus sensible à l'effet de la satu ration.
Sur la fig. 7, la. courbe 42 représente le champ développé dans les enroulements ter tiaires 22 et 23. Cette courbe a été, pour plus de .simplicité, réduite à son onde fondamen- tale dont .la fréquence est double de celle du champ de l'enroulement alternatif 13 repré senté par la courbe 41.
La, courbe donnant l'allure du champ résultant, qui est la somme du champ de saturation 0 P, .du champ de l'enroulement alternatif 13, courbe 41, et du champ des enroulements tertiaires 22 -et 23, courbe 42, -est figurée en traits. pleins dans le système d'axes ox-ot, courbe 43. Cette courbe se déduit des courbes 41.
et 42, l'or donnée d'un point -de 43 étant, pour une même valeur de l'abscisse, la somme -des ordonnées correspondantes des courbes 41 et 42. On peut alors. construire, point par point à partir de la courbe 43, une .courbe 45,déduite -de la,courbe 43 en employant la même construction ,gra phique que pour déduire la courbe 44 de la courbe 41,
le point p' correspondant au point <I>p</I> de la même façon que le point<I>m'</I> correspon- dait au point m.
On voit qu'on peut toujours trouver une amplitude du champ des enroulements ter tiaires 22 et 23, figuré en 42, telle que la dé- formation qui en résulte pour 43 permette de compenser, par la construction indiquée plus haut, la déformation apportée à cette courbe, déjà déformée, par la.
courbure ide la courbe de magnétisme de façon à aboutir à une courbe 45 dont les demi-ondes soient symé triques. D'après le graphique, le champ résul tant, au lieu d'osciller entre les valeurs extrêmes<I>0 Q, 0</I> Q', oscille entre les valeurs extrêmes<I>0 B, 0 B'.</I> Les points figuratifs extrêmes -de fonctionnement, au lieu d'être A et B deviendraient, -du fait du courant -de circulation dans les enroulements tertiaires 22 et 23<I>A'</I> et<I>B'.</I> On voit, de plus,
que la pente de la droite A B est plus grande que la pente ,de la droite A' B', ce qui signifie que la pe@r- méabilité apparente du système est plus faible avec un .courant de circulation dans les enroulements tertiaires 22 et 23 que sans cou- rant,de circulation.
En effet, tandis que, d'une part, l'amplitude du champ résultant est res tée inchangée, le segment B B' étant égal au segment Q Q', l'amplitude -des variations de l'induction a diminué, étant passée de B C <I>à B' C', B' C'</I> étant plus petit que B C du fait<B>d</B>e la. courbure de la courbe de magné tisme.
Dans la. réalité, par suite de l'existence de l'hystérésis, le point figuratif de fonctionne ment parcourt. -ries cycle; dont la pente moyenne est plus faible que celle de<I>A B</I> ou deA' <I>B'.</I> Les perméabilités apparentes réelles, avec ou sans enroulements tertiaires, seront: plus faibles que celles qu'on déduirait respec tivement de la pente de A' B' ou de _4 B.
Mais il n'en subsiste pas moins que, même en te nant compte de l'hy stérésis, la pente moyenne du cycle décrit lorsqu'on tient compte de la circulation du courant dans les enroulements tertiaires est plus faible que la pente moyenne du cycle décrit si l'on ne tient pas compte de ce courant de circulation.
On remarquera qu'avec la disposition du circuit magnétique de la fig. 2, on ne peut espérer éviter l'emploi des enroulements ter tiaires en connectant en parallèle les deux enroulements de saturation 14 et 15 de façon à ce qu'un courant de circulation puisse se développer entre ces deux enroulements. En effet, si les sens des enroulements 14 et 15 sont tels que leurs champs respectifs s'an nulent dans le noyau central 11, le flux du courant de l'enroulement A ne développera pas une tension nulle dans l'ensemble 14, 15. Cet enroulement fonctionnerait comme un véritable secondaire en court-circuit par rap port à l'enroulement 1.3.
Si, au contraire, les sens d'enroulements 14 et 15 sont tels que leurs flux respectifs s'ajoutent dans le noyau central 11, le flux de l'enroulement 13 d6ve- loppera, des tensions en opposition respective ment dans les enroulements 14 et 15, mais alors les harmoniques pairs, étant également en opposition, ne pourront développer aucun courant de circulation de compensation dans l'ensemble .des enroulements 14 et 15.
De plus, avec cette disposition, l'entrefer 18 du noyau central 11 augmenterait simultanément la réluctance qui s'oppose au flux développé par les ampères-tours de l'enroulement alter- natif 13 et celle qui s'oppose au flux déve loppé par les ampères-tours des enroulements de saturation 14 et 15. De nombreux circuits magnétiques peu vent incorporer des caractéristiques de l'in vention, qui n'est évidemment pas limitée au circuit de la fig. 2 non plus qu'à celui des <U>fi*</U> 4, 5 et 6.
A titre d'exemples, les fzg. 8. 9 et 10 représentent d'autres exemples de cir cuits magnétiques incorporant des caractéris tiques de l'invention. Dans ces figures éga lement, les mêmes références numériques ont été employées pour désigner les éléments ana logues à ceux des figures précédentes.
Dans la fig. 8, le circuit magnétique com prend toujours deux noyaux latéraux 10 et 12 et un noyau central 11 présentant un ou plusieurs entrefers 18, ces noyaux étant ré unis par des culasses 16 et 17, comme dans la fi* 2. Les enroulements de saturation en série 14 et 1.5 sont respectivement prévus sur les noyaux 10 et 12.
Toutefois, ;l'enroulement alternatif est divisé en deux enroulements 13 et 13' disposés chacun sur l'un des noyaux latéraux 10 et 12, le noyau central 11 étant libre de tout enroulement. Les sens des enrou lements, indiqués par les flèches, sont tels que les flux respectifs des enroulements 13 et 13' parcourus par un courant alternatif s'ajou tent à chaque instant dans le noyau central, les lignes de force des champs développés par ces enroulements 13 et 13' étant représentés en pointillé en 20 et 20', respectivement,
tan dis que les lignes de force du champ déve loppé par les enroulements de saturation 14 et 15 sont indiquées 19. On voit, par suite, qu'avec cette disposition, le flux .développé par l'enroulement alternatif est bien forcé à traverser l'entrefer 18 du noyau central 11., tandis que le flux développé par les enrou lements de saturation 14 et 15 circulant à tra vers les noyaux latéraux 10 et 12 et les cu lasses 16 et 17 ne rencontre sur son parcours aucun entrefer. Un enroulement tertiaire ana logue.
à l'enroulement tertiaire en deux par ties des fig. 4, 5 et. 6 peut être prévu, mais n'a pas été représenté pour plus de simplicité du dessin, les enroulements de saturation 14 et 15 étant encore dessinés en trait fort et les enroulements alternatifs 13 et 13' en trait fin.
Avec les dispositions des fig. 2, 4 et 8, le noyau central 11 échappe à l'influence de la saturation, ce qui tend àdiminuer la sen sibilité du .système. Suivant une autre dispo sition encore, -des moyens sont prévus pour obvier à cet inconvénient. Deux exemples de dispositifs ne présentant pas ce désavantagé sont représentés sur les fig. 9 et 10.
Dans ces figures, les enroulements n'ont pas été indiqués en -détail, mais leurs empla cements seuls ont été indiqués en pointillé et désignés par les mêmes références numéri ques que dans la figure précédente, la dispo sition d'enroulements de la fig. 8 étant prise pour exemple, c'est-à-dire que .le noyau cen tral 11 est laissé libre de tout enroulement, l'enroulement alternatif étant divisé en deux portions 13 et 13' enroulées avec les enroule- m-ents:
,de saturation 14 et 15, respectivement sur les noyaux latéraux 10 et 12.
La sensibilité du système est augmentée en prévoyant pour constituer le circuit ma: gnétique des tôles de profil particulier. D'une manière générale, ces tôles sont de décou page tel que le noyau central 11 présente soit deux encoches opposées:
, eomme indiqué en 50 e t 51 sur la fig. 9, soit deux évidements opposés, comme indiqué en 52 et 53 sur la fi-. 10, mais en tout cas une section longi tudinale réduite et de forme telle qu'elle en traîne un trajet des lignes de force -des champs développés dans les noyaux latéraux 10 et 12 par les enroulements de saturation 14 et 15 tel qu'elles parcourent la presque totalité du circuit magnétique parcouru par le flux -du ou des enroulements alternatifs 13 et 13'.
De cette manière, une portion beau coup plus importante du circuit magnétique parcouru par le flux des enroulements alter natifs est soumise à l'influence des enroule ments de saturation, ce qui augmente appré- ciablement la sensibilité du système.
On remarquera que, dans la fig. 10, le circuit magnétique avec tôles à profil dit binoculaire est pourvu,de bobinage toroïdaux.
Dans ces figures, 11 et 12 désignent les parties du circuit magnétique principal sépa rées par les entrefers 3 et 4. Dans chacune de ces parties 1 et 2 sont pratiquées les fentes 5 et 6. Les enroulements de saturation sont représentés en 7, 8 et 9, 10, tandis que les enroulements alternatifs sont représentés en 11 et 12.
Comme mieux visible sur la vue en plan de la fig. 12, chacun des enroulements -de pré- magnétisation 7 à 10 entoure une moitié de la section .droite ,du circuit magnétique prin cipal telles que 13, 14 et 15, 16. Par contre, les enroulements alternatifs entourent simul tanément la totalité de !la section droite 13 -f - 14 ou 15 -Ï- 16 du circuit magnétique.
Sur la fig. 11, on a représenté par des flèches en traits pointillés 17 le parcours des lignes -de force développées par les enroule ments alternatifs et par -des flèches .en traits pleins 18 le parcours des lignes,de force dé veJoppées par les enroulements de prémagné- tisation.
Sur la, fig. 12, on a représenté, par des flèches 19 et 20, les sens respectifs des cou rants @dans les différents bobinages de pré magnétisation et alternatifs, la coupe en plan étant supposée vue de dessus par rapport à. la fig. 11.
En adoptant la terminologie usuelle qui consiste à désigner sous le nom de noyaux les parties verticales d'un circuit magnétique tel que celui représenté sur la fig. 11, et par culasses les parties horizontales de ce même circuit magnétique, on voit que les bobinages peuvent être répartis suivant la disposition ;
usuellement adoptée pour les transformateurs industriels de manière que @ce-s bobinages ne couvrent que les noyaux et laissent libres les culasses de tout enroulement.
Avec une teille disposition, il est clair que l'on peut .régler à volonté la longueur des entrefers 3 et 4 en écartant plus ou moins l'une de l'autre les parties 1 et 2 du circuit magnétique au moyen: ,de tout dispositif ap proprié de serrage des culasses (non repré senté).
La disposition de la fig. 11 peut d'ail leurs être simplifiée, comme indiqué sur le dessin, en supprimant .les parties de la fente médiane situées au niveau des culasses et hachurées en 21 sur la fig. 1. Le circuit magnétique peut alors être réalisé de manière très simple, sans découpage spécial, au moyen de bandes de tôle, comme le circuit magné tique d'un transformateur ordinaire à quatre noyaux, ou plus exactement à deux noyaux doubles.
La suppression de la fente médiane dans la. région des :culasses a pour effet de sous traire la région de ces culasses situées entre les lignes 22, 2\2' et 23, \?3' à l'effet de la saturation, mais cet inconvénient est pratique ment négligeable lorsqu'il s'agit de self inductances développant une puissance rela tivement importante, surtout si la. dimension des noyaux est brande vis-à-vis- de celle des culasses.
Il est clair que l'invention n'est pas limi tée aux circuits magnétiques pour amplifica teurs magnétiques montrés et décrits, mais qu'elle peut trouver des applications dans tout circuit magnétique comportant des en roulements alternatifs, des enroulements de saturation et pouvant comporter des enroule- ments tertiaires de compensation tels que dé crits dans l'exposé précédent.
Elle peut plus particulièrement s'appliquer à. des dispositifs polyphasés, et spécialement triphasés, dans lesquels l'annulation des tensions induites dans le au les enroulements de saturation par un courant parcourant le ou les enroulements alternatifs sera réalisée par des montages en triangle ouvert.
D'autres applications et. modifications encore de l'invention peuvent être envisagées.