CH294851A - Electrostatic influence machine for the production of electrical energy at very high direct voltage. - Google Patents

Electrostatic influence machine for the production of electrical energy at very high direct voltage.

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CH294851A
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/06Influence generators
    • H02N1/08Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  

  Machine électrostatique à influence pour la production     d'énergie        électrique     à très haute tension continue.    Pour la production de très hautes ten  sions     continues,    de plusieurs centaines ou  milliers de     kilovolts,    on a fait appel jusqu'à  présent. à des redresseurs à kénotrons ou à       des    machines électrostatiques à transporteurs       isolants    du type dit.  à courroies , fonction  nant dans un gaz sous pression. Les premiers  sont extrêmement encombrants et. coûteux, les  seconds ont un débit très limité.

   En effet, si  la     puissance    d'une machine     électrostatique     parfaite croît comme le carré de la rigidité  diélectrique du milieu fluide, c'est parce que  la tension et. le courant maxima qu'elle peut  produire sont proportionnels à cette rigidité.  Il n'en     ast,    pas ainsi     dans    les machines à trans  porteurs isolants. L'augmentation de la rigi  dité a bien un effet     important.    sur la densité  électrique     reque    par le transporteur, et. par  suite sur l'intensité. Mais cet. effet est bien  inférieur à ce que prévoit. la théorie.

   L'adhé  rence des     char-es    sur les     transporteurs    n'est  pas suffisante, et pour une densité de charges  élevée, il se produit, facilement. des décharges  rampantes par     glissement    de l'électricité,  phénomène qui     n'eüt    pas contrarié par     l'aug-          nrentat.ion    de la rigidité du milieu. L'augmen  tation de la tension favorise particulière  ment le glissement de l'électricité, de telle       sorte    que tension et. intensité ne sauraient  croître ensemble     proportionnellement.    à la  rigidité comme le voudrait la théorie.

   Les ma  chines à transporteurs isolants qui sont ca-         pables    de produire des tensions très élevées,  semblent donc, dans la technique actuelle,  incapables de     puissances    spécifiques considé  rables.  



  Au contraire, la force qui s'exerce par  unité de surface d'un transporteur conduc  teur électrisé peut être rendue exactement  proportionnelle au carré du champ électrique.  On a pu ainsi réaliser une multiplication  considérable de la     puissance    fournie par les  machines à     transporteurs    conducteurs. Mais  les     tensions    maxima que peuvent produire ces  machines sont très inférieures à celles que       permettent    d'atteindre les machines à cour  roie.  



  On a tout d'abord songé à associer pure  ment et simplement. en série des machines  génératrices à     transporteurs    conducteurs, ca  pables d'un débit important, en les entraî  nant au moyen d'un dispositif mécanique  commun, ou encore par des moteurs élec  triques individuels alimentés par la même  source d'énergie. L'expérience montre qu'un  tel montage, où chaque machine possède son  propre circuit d'excitation indépendant, ne  fonctionne pas.  



  La présente invention qui surmonte cette  difficulté a pour objet une machine électrosta  tique à influence pour la production d'éner  gie électrique à très haute tension continue,  comprenant également     plusieurs    unités géné  ratrices constituées chacune d'un rotor com-      prenant au moins un transporteur conducteur  et d'un stator comprenant au moins un induc  teur.

   Cette machine est caractérisée par le  tait que les transporteurs sont reliés à des  secteurs conducteurs coopérant avec des ba  lais fixes, respectivement reliés à. un pôle  d'entrée et à un pôle de sortie de l'unité  considérée, le pôle de sortie d'une unité étant  relié au pôle d'entrée de l'unité suivante, le  pôle d'entrée de la première unité et le pôle  de sortie de la dernière unité constituant les  bornes haute tension de la machine, la pre  mière unité étant disposée pour être excitée  par une source indépendante de potentiel,  tandis que la ou les autres unités sont .dispo  sées pour être excitées par au moins l'une des  autres unités de la machine.  



  On peut, par exemple, faire en sorte que  le ou les inducteurs d'une unité soient reliés  au pôle d'entrée de l'unité qui la précède, ou  bien relier les inducteurs des     unités    succes  sives à des points successifs d'un diviseur de  tension branché aux bornes haute tension de la  machine de     telle    façon que les potentiels     des     inducteurs des diverses unités soient régu  lièrement échelonnés entre les potentiels     des-          dites    bornes.  



  Des exemples de réalisation de l'invention  sont décrits     ci-après    avec référence aux des  sins annexés, dans lesquels:       Fig.    1 est. un schéma de montage d'un pré  rider exemple de réalisation de la machine  conforme à l'invention;       fig.    2 est un schéma. analogue d'une va  riante;       fig.    3 est un diagramme représentant. la  tension fournie     respectivement.    par les diffé  rentes unités d'une machine telle que celles  représentées aux     fig.    1 et 2, en fonction de  la. résistance du circuit dans lequel débite la  dite machine;

         fig.    4 est un schéma de montage d'une  autre variante de réalisation de la machine  conforme à l'invention;       fig.    5 est un diagramme analogue à celui  de     fig    3 et relatif à la machine schématisée à.

    la.     fig.    4;         fig.    6 est une vue, en élévation, de la cons  truction d'un autre exemple de réalisation de  la machine conforme à l'invention,     L'enveloppe     externe de cette machine étant supposée par  tiellement enlevée;  fi-. 7 et     7a    sont des vues     fras"yrnentées,    en  coupe verticale et. à     phis    grande échelle, de la  machine représentée à la.     fig.    6;       fig.    8 et 9 sont des vues en coupe respec  tivement en élévation de deux variantes de la  construction selon les     fig.    6, 7 et     7ca.     



  Dans les schémas des     fig.    1, ? et 4, les  unités génératrices d'une même machine ont  été, pour plus de clarté,     représentées    côte à  côte alors que, dans la réalité, la solution pré  férable consiste à monter tous les rotors bout  à bout sur un même arbre, les     stators    étant  disposés de Tacon correspondante.  



  Dans chacun de ces schémas, qui sont rela  tifs à des machines comportant quatre unités,  on a désigné par l'es mêmes références les  organes     correspondants    des diverses unités,  en les affectant des indices     a.    pour la seconde  unité, b pour la. troisième et c pour la. qua  trième. Les mêmes références ont également  été affectées aux mêmes organes dans les fi-.<B>1,</B>       \_'    et     4-,    avec un accent (') pour la fi--. 2 et  un double accent (") pour la     fig,.    4.  



  Telle qu'elle est représentée aux fia. 1, 2  et 4 la machine comporte quatre     -unités    com  prenant chacune un rotor constitué par un  noyau cylindrique isolant. 1 calé sur un arbre  commun à toutes les unités, ledit noyau por  tant. deux transporteurs 3 ,et 4 formés par  des segments de     .cylindre    épais en matière     eori-          ductrice.    Les transporteurs 3 et 4 sont reliés  électriquement à des secteurs de contact 5 et  6 qui coopèrent. avec des balais fixes 7 et. 8.

    Avec le rotor de chaque unité coopère un sta  tor constitué par un inducteur 9 et. un écran  10, formés     ï'un    et     l'antre    par des segments  cylindriques conducteurs épais, Chaque unité  ainsi     constituée    est en outre entourée d'un  écran protecteur 17. formé par une enveloppe  cylindrique métallique continue. L'ensemble  de la machine est enfermé dans une enveloppe  conductrice     étanehe,    non représentée, permet  tant de faire fonctionner les unités dans un      fluide à rigidité électrique élevée tel qu'un  gaz sous forte     pression,    cette enveloppe cons  tituant la masse de la machine.  



  lia position     angulaire    des balais 7 et 8 et  l'étendue     angulaire    des secteurs 5 et. 6 sont.  telles que, lors de la rotation des rotors, le  contact entre un secteur et.     Lin    balai 7     s'éta-          blisse    lorsque le transporteur correspondant  audit secteur est déjà partiellement engagé  en regard     d'un    inducteur 9 et se rompe au  moment où ledit.

   transporteur commence à     dé-          passer    ledit inducteur, et pour que le contact  entre un secteur et     Lin    balai 8 s'établisse     lors-          (lue    le transporteur correspondant est     déjù.          partiellement    engagé en regard d'un écran 10       ct.    se rompe au moment, où ledit transporteur       cornurence    à dépasser ledit inducteur.

   Ces po  sition et. étend-Lie sont déterminées de façon  précise pour que le contact avec un balai 7 ou  8 s'établisse au moment où la différence de  potentiel entre le transporteur et. le balai       considérés    est. aussi voisine que possible de  zéro, la position des balais pouvant, d'ailleurs  être     rendue    réglable pour obtenir les meil  leures conditions     d'établissement    des     contacts     et d'adaptation à la charge.  



  Le balai 8 de la. première unité génératrice  est relié au balai     7a    de la seconde, le balai     8a     de cette dernière au balai     7b    de la troisième  et le balai     8b    de cette dernière au balai 7c de  la quatrième unité.  



  Le balai 7 de la. première unité de chaque  machine     représentée    est. relié à la. masse     di-          reet:enrent    ou indirectement comme il est. ex  posé ci-après, tandis que le balai 8c de la qua  trième unité est. relié à une borne 12 de la  machine, l'autre borne 13 étant à la masse.  



  Les écrans protecteurs 1.1 de chaque unité  sont reliés au balai 7 de     l'unité    considérée.  Dans l'exemple représenté à la.     fig.    1, le  balai 7 de la. première unité est relié directe  ment à la masse. L'inducteur 9 de cette unité  est relié au pôle négatif d'une source de cou  rant 14 capable de porter cet inducteur au       potentiel    -Z' par rapport à la masse, à, la  quelle est. relié l'autre pôle de ladite source.  L'inducteur 9a de la deuxième unité est relié  à la masse, l'inducteur     9b    de la troisième    unité au balai     8a    de la seconde et l'inducteur  9c de la quatrième unité, au balai     8b    de la  troisième.  



  Lorsque l'arbre 2 est. entraîné en rotation,  l'inducteur 9 de la première unité, porté au  potentiel     -Zl,    induit successivement sur les  transporteurs 3 et 4, de façon connue en  elle-même, des charges électriques. A partir  du moment où ils commencent à dépasser le  dit inducteur, le potentiel des transporteurs  croît de la valeur initiale 0 jusqu'à une va  leur     +        L-.    Lorsque les secteurs 5, 6 viennent  en contact, avec le balai 8, les transporteurs  correspondants se déchargent dans le circuit       faisant    suite à ce balai, la décharge étant fa  cilitée, ainsi qu'il est connu, par la. présence  de l'écran 10 au potentiel + U.  



  Le balai     7a    de la. deuxième unité est ainsi  porté au potentiel +     t'    et les transporteurs de  la deuxième unité qui se trouvent sous l'in  fluence de l'inducteur 9a au potentiel 0, sont  portés progressivement au potentiel<B>+2F,</B>  pour se décharger ensuite dans le circuit fai  sant suite au balai Sa.

   De même, le balai     8b     de la troisième unité reçoit des     transporteurs     de cette dernière, influencés par l'inducteur       9b    porté au potentiel<I>+</I>     LT    par la première  unité, des charges au potentiel + 2 U et,  finalement, la troisième unité fonctionnant de  Tacon analogue, la. borne 12 se trouve portée       ari    potentiel     4T'.     



  On voit. que l'on peut ainsi disposer d'une  tension aux bornes de     4U,    sans que chaque  unité ait eu à fournir     une    tension supérieure  à     IT.    Chaque unité est excitée par la précé  dente, ce qui réduit à un seul le nombre des  appareils excitateurs indépendants     nécessaires     et assure une stabilité parfaite pour l'ensem  ble, ce qui ne pourrait être le cas si les unités  avaient été simplement associées par mise en  série de leurs balais, avec une excitation indé  pendante pour chaque unité.  



  En principe, la machine fonctionne quelles  que soient les caractéristiques du .circuit exté  rieur. Toutefois, il y a des conditions de fonc  tionnement optima dont il ne faut pas s'écar  ter excessivement. On conçoit qu'à l'optimum,  toutes les     unités    doivent donner la même ten-      Sion; comme cette tension est. en même temps       tension    d'excitation pour une autre unité, il  faut. que toutes les unités aient la même. ten  sion de débit et la même tension d'excitation.  Cela suppose que chaque unité donne indivi  duellement son optimum spécifique quand sa  tension de débit est égale à sa     tension    d'exci  tation.

   Cette condition peut être     sensiblement     réalisée pour unités du type représenté qu'on  peut considérer comme appartenant au genre       Z'aepler.    S'il n'en est. pas ainsi, il est facile  d'y remédier dans le cas très fréquent où la       tension    d'excitation est     phis    petite que la  tension de débit.

   Si     t%    est la tension de débit,  et     -U/9    la     tension    d'excitation, on     .dispose     entre les balais de la première unité, par  exemple, un diviseur de tension à.     résistance     et on réunit à l'inducteur de la deuxième  unité le point du diviseur qui se trouve au  potentiel     U(1-1/O).    On opère de même pour  les autres unités. On peut. remplacer le divi  seur à résistance par un balai auxiliaire dis  posé avec le calage angulaire voulu entre les  balais 7 et.     â    de chaque unité.  



  La. disposition de l'écran protecteur 11,  qui, au lieu d'être réuni au balai 7, pourrait  être réuni à tout autre point de la machine  présentant un potentiel défini permet. d'éviter.  l'influence parasite des capacités des organes  de chaque unité avec la masse ou le sol, ou  avec les autres unités. On empêche également       ainsi    la production de champs électriques in  tenses dus aux différences :de potentiel éle  vées qui règnent entre les diverses parties de  la machine ou entre ces diverses parties et  le sol. Les formes données à cet écran peuvent  être adaptées, de façon connue, pour éviter  tout risque de décharge à la masse ou au sol.  



  Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la  source indépendante d'excitation 14 ne débite  pratiquement aucun courant, son rôle étant  uniquement de maintenir l'inducteur 9 au  potentiel     -Z-T.    On- peut également faire en  sorte que la.     tension    aux bornes de cette  source s'ajoute à celle de la série d'unités       constituant    la machine.

   Dans ce cas,     l'excita-          trice    doit fournir un débit égal à celui de la         machine.    C'est ce qui a été représenté' à la  fi-.     \?    dans laquelle la source 11', constituée  par exemple par une     génératrice    électrosta  tique, de type connu en soi, capable. de four  nir lin potentiel + U par rapport à la masse,  est disposée avec son pôle au potentiel + U  relié au balai 7'. de la première unité, tandis que  son autre pôle est. mis à la masse.

   L'inducteur  9' de la première unité est alors également mis  à la masse, ce qui crée entre l'inducteur 9' et  les     transporteurs    de la première unité, tant  que les secteurs 5' et 6' sont. en contact avec  le balai 7', la,     différence    de potentiel + U  cherchée.

   Les     inducteurs        9'c1.,    9'b et. 9'c des  autres unités étant. respectivement reliés,  comme dans le cas de la     fig.    1, aux balais 7',  <I>Ta</I> et<I>7'b,</I>     les    unités successives fournissent  respectivement les potentiels + 2     Z',   <B>+3U,</B>       +4T!    et     +5U,    la tension disponible entre       les        bornes    12' et 14 étant par conséquent 5     h,     dans les conditions optima clé fonctionnement.  



  Quelle que soit la disposition adoptée pour  l'excitation, la distribution des potentiels       dans    la série d'unités dépend, pour une ten  sion d'excitation donnée, de la. résistance du       circuit    d'utilisation.. Si cette résistance a une  certaine valeur optimum, que l'on appellera   résistance caractéristique , par analogie  avec la théorie des     filtres,    toutes les unités  donnent. la, même tension     l',    et la, série  donnera s'il y a.     7i.    unités, compte tenu de  la     génératrice    d'excitation extérieure     dans    le  cas de la     fig.    2.

   Si la résistance est. inférieure       ii,    la résistance caractéristique,     l'échelonne-          ment.    des potentiels est, modifié, les dernières  unités produisent. une tension inférieure. à U;  il peut même arriver que la tension s'inverse  dans certaines unités. Si la résistance externe  est supérieure à la valeur     caractéristique.    les  dernières     génératrices    produisent au con  traire une tension plus forte que les pre  mières.

      Les variations de la, distribution des po-     i          tent.iels    sont représentées par le     diagranrirre     clé la-     fig.    3, qui concerne une machine     dis-          posée    comme il a été représenté à la     fig.    2 et  comportant cinq unités. Dans ce diagramme,      les potentiels fournis à la sortie de     chaque     unité sont portés en ordonnées, tandis que le  rang des unités, l'excitatrice étant assimilée à  une unité de rang 0, est porté en abcisses.

   La  droite a représente l'échelonnement des po  tentiels     des    balais 8 des unités de la série       lorsque    la résistance de charge est égale à la  résistance caractéristique. La courbe     B    est  relative à cet. échelonnement pour le cas d'une       résistance    de charge supérieure à cette résis  tance caractéristique et. les courbes C et D  sont relatives respectivement an cas d'une  résistance de charge inférieure à la résis  tance caractéristique et au cas du court-cir  cuit.

   Alors que, dans le cas de la, droite     11,     l'échelonnement des potentiels est, linéaire, on  voit que, dans le cas de la. courbe B, les der  nières unités fournissent. une     tension        plus     élevée que les premières. Pour une résistance  de charge faible ou nulle (courbes<I>C et D),</I>  la polarité des dernières machines est inver  sée. On remarque d'ailleurs que l'échelonne  ment est, pour les premières unités, presque  invariable.

   Cette propriété serait rigoureuse  en l'absence de capacités parasites; on aurait       alois    une     tension    de débit. absolument fixe. de  5U pour l'avant-dernière unité et., dans la der  nière, la tension sauterait de cette valeur à  la tension déterminée par la résistance de  charge et le courant débité.     Cette    circonstance  est heureusement impossible, et les capacités       parasitas    évitent que la dernière unité puisse  être     ,soumise    à des tensions aussi élevées, en  cas de court-circuit par exemple. Néanmoins  la dernière unité peut. toujours être soumise  à une tension inverse importante, si la, série  comprend beaucoup d'unités, dix par exem  ple.  



  1.a machine décrite n'est donc vraiment  bien utilisée que si la. résistance de charge est  égale à la résistance caractéristique. Il est  donc nécessaire de prendre certaines     précau-          tioiis    et., notamment, dans le cas où la machine  doit être utilisée en court-circuit, par exem  ple pour charger des condensateurs, il est  avantageux- de prévoir des éclateurs insérés  entre les balais des dernières unités, afin de  limiter la tension sous laquelle elles peuvent         titre    amenées à travailler et éviter ainsi d'at  teindre des     tensions    anormalement élevées qui  risqueraient     d'entrainer    des     détériorations.     



       Lorsque,    par suite du débit. dans une       résistance    de charge très inférieure à la résis  tance caractéristique, la tension des dernières  unités s'est inversée, une     partie    de l'énergie  fournie par les premières machines est     em-          p1o#7ée    à faire fonctionner les dernières en mo  teur et est récupérée, mais une autre partie  est dissipée en étincelles aux collecteurs ou  entre transporteurs et inducteurs, et n'a pour  effet que d'altérer les appareils.  



  Tous les inconvénients ci-dessus mention  nés ont une importance pratique qui dépend  beaucoup du cas particulier envisagé. Ces  inconvénients sont d'autant plus gênants que  les machines sont plus puissantes, les capa  cités parasites sont plus faibles, le nombre des  unités est plus grand et que le fonctionne  ment envisagé oblige à travailler fréquem  ment sur une résistance très différente de la       résistance    caractéristique, par exemple pour la  charge de condensateurs.  



  Pour des machines de faible puissance, de  l'ordre de 10 watts par exemple, on peut. envi  sager sans grandes difficultés des séries de  cinq et même dix unités. Au contraire, pour  des machines de<B>1000</B> 0 watts par exemple, la  marche en court-circuit, telle qu'elle se pro  duit au début de la charge d'un     condensateur     risque d'être très     dangereuse,    même pour une  série de cinq unités seulement.  



  Pour remédier à cet inconvénient, on peut  utiliser un autre mode d'excitation des unités  génératrices. Une machine comportant un tel  mode d'excitation a été représentée à la     fig.    4.  



  Dans cette machine, dans laquelle, comme  dans le cas de la     fig.    2, la source d'excitation       :11"    est reliée au     balai    7" de la première  unité, les inducteurs     9"cc,        9"b,    9"c sont con  nectés en des points 15, 16 et 17 échelonnés  sur un diviseur de tension à.     résistance    bran  ché entre la borne 12" de la machine et la  masse.

   Les résistances 18     conatituan't    ce divi  seur sont toutes     égales    et calculées pour que,  la borne 1.2 étant au potentiel     -1-    5     h,    les      inducteurs     9"(x,    9"b,     9"c    soient portés- res  pectivement aux potentiels     U,   <I>2</I><B>U</B> et     317.     



  La     fig.    5 est un diagramme représentant  l'échelonnement des potentiels des balais 8"  des diverses unités dans le cas d'un tel mon  tage, les courbes<I>E,</I>     r,   <I>G, H</I> de ce diagramme       correspondant    respectivement aux courbes 11,  <I>B, C, D</I> de la     fig.    3. Pour la résistance carac  téristique et au-dessus (courbes E et E)  l'échelonnement est évidemment. le même, res  pectivement presque le même que précédem  ment. En revanche, pour les faibles résis  tances de charge (courbes<I>G et H),</I> le résultat  est. tout différent. L'échelonnement reste  linéaire     jusqu'à    l'avant dernière unité. Pour  la dernière seulement, le régime est. différent.

    Toutefois, la. polarité de la tension de la der  nière unité s'inverse rarement, et cette ten  sion inversée n'excède pas     Z'    en court-circuit,  quel que soit le nombre des unités de la  série. La situation est donc bien plus favo  rable que dans le montage précédent, quand  les unités sont nombreuses et que la série     doi,     fonctionner sur une résistance de charge très  différente de la caractéristique. En revanche,  la. réalisation des diviseurs de tension, qui  peuvent être des diviseurs à résistances ou à  effluve, rend la construction de la machine       phis    onéreuse.

   C'est pourquoi les deux modes  d'excitation ont chacun leur intérêt, l'un  étant plus simple et convenant. aux machines  peu puissantes ou aux séries peu nombreuses,  et l'autre     phis    compliqué et, favorable aux  appareils puissants.  



  Dans la pratique, les machines dont on a  décrit le montage et le fonctionnement sont  de préférence réalisées de telle sorte que les       unités    se trouvent disposées     verticalement    les  unes au-dessus des. autres, sous forme d'une  colonne, la première unité, qui fonctionne  sous des potentiels les plus bas, étant à la  base de la colonne; en outre, tous les rotors  sont calés sur un même arbre. Cette dispo  sition facilite considérablement la solution des       problèmes    d'isolement.  



  Un exemple de réalisation pratique d'une  machine ainsi disposée est représenté aux       fig.    6, 7 et 7a. Dans ces figures, on a adopté,    pour désigner les éléments constitutifs des di  verses unités de la machine des chiffres de  références identiques à.     ceux    utilisés aux     fig.    1,  2 et 4, mais augmentés de 100. Cette machine  comporte un socle 1 ?0 surmonté d'une pièce  de base cylindrique 121 sur lequel est assu  jettie de faon étanche; au moyen d'une bague  de serrage 122 et d'un joint 123, l'enveloppe  externe de la machine, constituée par un tube  métallique 124.

   Ce dernier est     fermé    à sa  partie supérieure par un chapeau 125, ,serré  sur ledit tube, de faon étanche, à l'aide  d'une bague 126, avec interposition d'un joint  127. Le centre du chapeau 125 est traversé,  de façon étanche, par une pièce isolante 128  munie d'un     pereage    axial 199 dans lequel  passe une tige conductrice 130 terminée à sa  partie supérieure par une boule 1.31. Le per  çage 129 est obturé à ses deux extrémités par  (les joints 132 et 133.

   Dans la pièce de     base     121 est disposée une valve, dont seul le loge  ment 134 a été     figuré,    cette valve permettant  de remplir l'enveloppe     12-1    d'un gaz sous pres  sion élevée, par exemple de l'air sous une  pression supérieure à 20 atmosphères.  



  A l'intérieur de     l'enveloppe    124 et repo  sant sur la pièce de base     121_    est disposé un  moteur 135 servant à l'entraînement des  unités génératrices, ce moteur étant. alimenté  par un conducteur 136 qui traverse de façon  étanche, en 137, la pièce de base 121.     Au-          dessus    du moteur 135 est placée une plaque  de     séparation    138 sur     laquelle    reposent les  unités 139,     1.39a...        1397z-1,        139n    constituant la  génératrice et disposées verticalement bout à  bout.

   L'arbre commun portant les rotors       101...1.01n    des diverses unités est constitué  par des tronçons d'arbre 102,     102a...    reliés  entre eux par des accouplements isolants 140.  Le     tronçon    d'arbre 102 correspondant à la  première unité est lui-même relié à l'arbre  141 du moteur par un accouplement isolant  142 identique aux accouplements     1-10.     



  Chaque unité 139,     1.39a...    comporte un  noyau de rotor isolant 102 portant des trans  porteurs 103, 104. Chacun des transporteurs  est relié électriquement à un segment conduc  teur tel que 1.05, porté par le noyau isolant,      l'ensemble de ces     segments    formant, polir une  même unité, un collecteur qui coopère avec  deux balais 107 et 108.  



  lie stator de chaque unité est constitué  par un inducteur 109 et     Lui    écran 110, s'éten  dant     chacun    sur un arc légèrement inférieur  à 180". L'inducteur 1.09 et l'écran 110 sont       supportés    par deux flasques isolants     1.13    et       1-1-1,    dans lesquels sont montés les balais 1.0?  et 108 et. qui supportent également un écran  protecteur 111 constitué par un     cylindre    mé  tallique. Les flasques 143 et 144 sont percés       axialement    et comportent chacun un roule  ment. à billes 145 supportant le tronçon d'ar  bre 102 correspondant.  



  Les unités ainsi constituées sont empilées  verticalement avec     interposition    d'une bague  de jonction isolante telle que     146.    La. pre  mière unité repose     sur    la plaque de sépara  tion 138 par l'intermédiaire d'une bague 147  engagée sur un manchon 148 centré par des  cales 149. D'autre part, dans la partie supé  rieure de l'écran protecteur     1_11.n    de la der  nière unité, qui est prolongé vers le haut, est  engagé à frottement doux un couvercle isolant  150 percé     axialement    et qui s'enfile sur un       appendice    1.51 de la pièce 128.

   Un ressort  hélicoïdal 152 s'appuie, d'une part., sous ce  couvercle et, d'autre part, sur un disque annu  laire 153 qui repose sur un épaulement. mé  nagé dans l'enveloppe écran     11.1.n.    Cette dis  position permet de maintenir en place l'em  pilage des unités en les serrant les unes  contre les autres et contre le bâti du moteur  135 lors de la fixation du chapeau 125.  



       1)u    point de vue des connexions     électriques,     la machine représentée est établie suivant. le  schéma de la     fig.    1. L'inducteur 109 est relié,  par un conducteur 154 qui traverse la pièce  de base 121, par un joint étanche 155,à une  source d'excitation extérieure. L'écran protec  teur 111 de la première unité est: relié à la  masse, constituée par l'enveloppe 124 de la  machine. Le balai 107 de chaque unité est  relié, d'une part, à l'écran protecteur 111 de  l'unité à laquelle il appartient, et, d'autre  part, à l'inducteur 109 de l'unité suivante.  Le balai 108 de chaque unité est relié, d'une    part, à l'écran<B>110</B> de l'unité à laquelle il  appartient. et, d'autre part, à l'écran protec  teur 111. de l'unité suivante.

   De cette façon,  le balai 108 de chaque unité se trouve relié  au balai 107 de l'unité     suivante    par l'inter  médiaire de l'écran protecteur 111 de cette  dernière. Quant, au balai     108n    de la der  nière unité, il est relié d'une part, comme il  a été précédemment indiqué, et, d'autre part,  à la tige 130 terminée par la boule 131 qui  constitue l'une des bornes de la machine,  ].'autre borne étant constituée par l'enveloppe  124 elle-même.  



  Une machine constituée comme il vient  d'être décrit, comprenant quatre unités 139  et dont l'inducteur 109 de la première unité  était relié à une source d'excitation capable  de le porter à. un potentiel de 70 000 volts par  rapport au sol a pu fournir une tension de  280 000 volts sous une intensité de 0,2 milli  ampères, chaque unité fonctionnant sous une  tension de 70 000 volts.  



  Dans de pareilles machines, pour des ten  sions de sortie élevées, supérieures par exem  ple à 200     kV,    la traversée haute tension de  vient     difficle    à réaliser du fait que ses pro  portions s'augmentent considérablement et  que cette dite traversée haute tension est de  ce fait rendue fragile. Pour réaliser un isole  ment suffisant, on est conduit à augmenter  considérablement le diamètre de l'enveloppe  métallique.  



  L'exemple de réalisation décrit     ci-après    a  pour objet d'éviter ces inconvénients en pré  voyant une machine électrostatique, munie  d'une enveloppe en matière isolante, telle que  par exemple celle connue sous la marque        Haelvte .    Une pareille construction permet  un gain très appréciable de la hauteur et du  diamètre de ces machines, tout en suppri  mant la traversée haute tension, ce qui permet       aLi    chemin de fuite extérieur d'être égal à la  longueur de l'enveloppe et, par suite, tou  jours suffisant et automatiquement propor  tionnel au nombre d'éléments générateurs em  pilés. Une telle machine est représentée plus  en détail aux fil-. 8 et 9.

        Dans la machine illustrée â la     fig.    8, on  retrouve un socle 120 surmonté d'une pièce  de base cylindrique     1?1    sur laquelle est assu  jettie, de façon étanche     a.11    moyen d'une  bague de serrage 1.22 et d'un joint<B>123,</B>  l'enveloppe externe de la machine constituée  par un tube en matière isolante 124. Une  enveloppe conductrice l31 entoure la partie  inférieure de l'enveloppe isolante.

   L'enveloppe  124 est. fermée à sa partie supérieure de façon  identique à la partie inférieure par une bague  de serrage 126 coopérant, avec un joint<B>1.27.</B>  Un tel montage permet. de supprimer la pièce  isolante munie d'un perçage axial dans lequel  passe     sine    tige conductrice terminée à sa par  tie supérieure par     ali    moins un balai 13l..  



  On voit à la     fig.    8 que seuls subsistent  deux tores     eonducteurs    l'un supérieur 131 et  l'autre inférieur 131' qui constituent les     bornes     haute tension de la machine.  



  La     fig.    9 représente une réalisation diffé  rente, mais dans laquelle ladite enveloppe est  composée de deux parties, une première partie  métallique     124a    comprenant le moteur et au  moins le premier élément et une partie iso  lante     124b    renfermant l'ensemble des autre  éléments.  



  Cette disposition a pour effet de faciliter  le refroidissement du moteur et l'évacuation  de la. chaleur vers l'extérieur. Le moteur d'en  traînement ainsi qu'au moins le premier élé  ment. générateur de la cascade qui se trouve  encore à     lin    potentiel limité sont. montés à  l'intérieur de l'enveloppe métallique bonne  conductrice de la chaleur. La longueur de  l'enveloppe isolante dont la conductibilité  thermique est faible se trouve limitée de       facon    à:  1  contenir les éléments générateurs à.  partir de celui dont le potentiel serait déjà  incompatible avec la. proximité d'une enve  loppe métallique;  2  d'avoir un chemin de fuite externe suf  fisant pour maintenir la différence du poten  tiel total sans risque de désamorçage et de  décharge rampante le long du tube.  



  Dans la description qui précède, les ma  chines ont. été représentées et décrites comme         comportant    des transporteurs et des     1ndu,-@-          teurs    constitués par des segments     cylindriques.     On conçoit que l'invention s'applique de la  même façon à des machines dans lesquelles  ces organes sont constitués par des segments  de plateaux disposés clans un plan perpendi  culaire à l'arbre de la machine, ou par des  éléments en forme de barres disposées paral  lèlement. ou     perpendiculairement    audit arbre.



  Electrostatic influence machine for the production of electrical energy at very high direct voltage. For the production of very high continuous voltages, of several hundreds or thousands of kilovolts, it has hitherto been called upon. to kenotron rectifiers or to electrostatic machines with insulating conveyors of the said type. with belts, functioning in pressurized gas. The former are extremely bulky as well. expensive, the latter have a very limited flow.

   Indeed, if the power of a perfect electrostatic machine increases as the square of the dielectric strength of the fluid medium, it is because the voltage and. the maximum current it can produce are proportional to this rigidity. This is not the case in machines with insulating conveyors. The increase in rigidity does indeed have an important effect. on the electric density required by the carrier, and. consequently on the intensity. But this. effect is much less than expected. the theory.

   The adhesion of the tanks to the conveyors is not sufficient, and for a high density of loads, it occurs, easily. crawling discharges by sliding electricity, a phenomenon which was not thwarted by the increase in the rigidity of the medium. The increase in voltage particularly favors the slippage of electricity, so that voltage and. intensity cannot grow together proportionately. to rigidity as the theory would like.

   Machines with insulating carriers, which are capable of producing very high voltages, therefore appear, in the present art, to be incapable of considerable specific powers.



  On the contrary, the force exerted per unit area of an electrified conducting carrier can be made exactly proportional to the square of the electric field. It has thus been possible to achieve a considerable increase in the power supplied by machines with conductive conveyors. But the maximum tensions which these machines can produce are much lower than those which can be reached by belt machines.



  First of all, we thought of associating pure and simple. in series, generating machines with conductive conveyors, capable of a high flow rate, by driving them by means of a common mechanical device, or else by individual electric motors supplied by the same energy source. Experience shows that such an arrangement, where each machine has its own independent excitation circuit, does not work.



  The present invention which overcomes this difficulty relates to an electrostatic influence machine for the production of electric energy at very high direct voltage, also comprising several generator units each consisting of a rotor comprising at least one conductive conveyor. and a stator comprising at least one inductor.

   This machine is characterized by the fact that the carriers are connected to conductive sectors cooperating with fixed bays, respectively connected to. an input pole and an output pole of the considered unit, the output pole of one unit being connected to the input pole of the next unit, the input pole of the first unit and the pole output of the last unit constituting the high voltage terminals of the machine, the first unit being arranged to be excited by an independent source of potential, while the other unit or units are available to be excited by at least the one of the other units of the machine.



  One can, for example, make sure that the inductor (s) of a unit are connected to the input pole of the unit which precedes it, or else connect the inductors of successive units to successive points of a divider. voltage connected to the high voltage terminals of the machine in such a way that the potentials of the inductors of the various units are evenly scaled between the potentials of said terminals.



  Examples of embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is. an assembly diagram of a pre-rider exemplary embodiment of the machine according to the invention; fig. 2 is a diagram. analogue of a laughing variant; fig. 3 is a representative diagram. the voltage supplied respectively. by the various units of a machine such as those shown in fig. 1 and 2, depending on the. resistance of the circuit in which the said machine delivers;

         fig. 4 is an assembly diagram of another variant embodiment of the machine according to the invention; fig. 5 is a diagram similar to that of FIG 3 and relating to the machine shown diagrammatically.

    the. fig. 4; fig. 6 is a view, in elevation, of the construction of another exemplary embodiment of the machine according to the invention, the outer casing of this machine being assumed to have been partially removed; fi-. 7 and 7a are fras "yrnentées views, in vertical section and on a large scale, of the machine shown in Fig. 6; Figs 8 and 9 are respectively sectional elevational views of two variants of the construction according to fig. 6, 7 and 7ca.



  In the diagrams of fig. 1,? and 4, the generating units of the same machine have been, for greater clarity, shown side by side while, in reality, the preferable solution consists in mounting all the rotors end to end on the same shaft, the stators being disposed of corresponding Tacon.



  In each of these diagrams, which relate to machines comprising four units, the corresponding components of the various units have been designated by the same references, by assigning them indices a. for the second unit, b for the. third and c for the. fourth. The same references have also been assigned to the same organs in fi-. <B> 1, </B> \ _ 'and 4-, with an accent (') for the fi--. 2 and a double accent (") for fig. 4.



  As it is represented in the fia. 1, 2 and 4 the machine comprises four -units each comprising a rotor consisting of an insulating cylindrical core. 1 wedged on a shaft common to all the units, said core bearing. two conveyors 3, and 4 formed by thick cylinder segments of eori- ductive material. The carriers 3 and 4 are electrically connected to contact sectors 5 and 6 which cooperate. with fixed brushes 7 and. 8.

    With the rotor of each unit cooperates a stator constituted by an inductor 9 and. a screen 10, formed one and the other by thick conductive cylindrical segments, Each unit thus formed is further surrounded by a protective screen 17. formed by a continuous metallic cylindrical envelope. The entire machine is enclosed in a conductive envelope, not shown, so that the units can be operated in a fluid with high electrical rigidity such as a gas under high pressure, this envelope constituting the mass of the machine.



  lia angular position of brushes 7 and 8 and the angular extent of sectors 5 and. 6 are. such as, during the rotation of the rotors, the contact between a sector and. The brush 7 is established when the conveyor corresponding to said sector is already partially engaged opposite an inductor 9 and breaks when said.

   conveyor begins to pass said inductor, and so that contact between a sector and brush 8 is established when the corresponding conveyor is already partially engaged opposite a screen 10 ct. breaks at the moment, wherein said conveyor causes to overtake said inducer.

   These position and. extends-Lie are precisely determined so that contact with a brush 7 or 8 is established when the potential difference between the carrier and. the considered broom is. as close as possible to zero, the position of the brushes being able, moreover, to be made adjustable to obtain the best conditions for establishing contacts and adapting to the load.



  The broom 8 of the. first generator unit is connected to the brush 7a of the second, the brush 8a of the latter to the brush 7b of the third and the brush 8b of the latter to the brush 7c of the fourth unit.



  The broom 7 of the. first unit of each machine shown is. connected to the. mass di- reet: enter or indirectly as it is. shown below, while the broom 8c of the fourth unit is. connected to a terminal 12 of the machine, the other terminal 13 being earthed.



  The protective screens 1.1 of each unit are connected to the brush 7 of the unit in question. In the example shown in. fig. 1, the broom 7 of the. first unit is directly connected to ground. The inductor 9 of this unit is connected to the negative pole of a current source 14 capable of bringing this inductor to the potential -Z 'with respect to the mass, where it is. connected to the other pole of said source. The inductor 9a of the second unit is connected to ground, the inductor 9b of the third unit to the brush 8a of the second and the inductor 9c of the fourth unit to the brush 8b of the third.



  When tree 2 is. driven in rotation, the inductor 9 of the first unit, brought to the potential -Zl, successively induces on the carriers 3 and 4, in a manner known per se, electric charges. From the moment when they begin to exceed the said inducer, the potential of the transporters increases from the initial value 0 to a value of + L-. When the sectors 5, 6 come into contact with the brush 8, the corresponding transporters are discharged in the circuit following this brush, the discharge being fa cilitée, as is known, by the. presence of screen 10 at potential + U.



  The broom 7a of the. second unit is thus brought to the potential + t 'and the transporters of the second unit which are under the influence of the inductor 9a at the potential 0, are gradually brought to the potential <B> + 2F, </B> for then discharge in the circuit following the brush Sa.

   Likewise, the brush 8b of the third unit receives transporters from the latter, influenced by the inductor 9b brought to the potential <I> + </I> LT by the first unit, charges at the potential + 2 U and, finally , the third working unit of Tacon analog, la. terminal 12 is located at potential ari 4T '.



  We see. that it is thus possible to have a voltage at the terminals of 4U, without each unit having to supply a voltage greater than IT. Each unit is excited by the previous one, which reduces to one the number of independent exciter devices required and ensures perfect stability for the assembly, which could not be the case if the units had simply been associated by switching on. series of their brushes, with independent excitation for each unit.



  In principle, the machine operates regardless of the characteristics of the external circuit. However, there are optimum operating conditions from which one should not deviate excessively. It is conceivable that at the optimum, all the units must give the same voltage; as this tension is. at the same time excitation voltage for another unit, it is necessary. that all units have the same. flow voltage and the same excitation voltage. This assumes that each unit individually gives its specific optimum when its flow voltage is equal to its excitation voltage.

   This condition can be substantially fulfilled for units of the type shown which can be considered as belonging to the genus Z'aepler. If it is not. not so, it is easily remedied in the very frequent case where the excitation voltage is smaller than the flow voltage.

   If t% is the flow voltage, and -U / 9 the excitation voltage, between the brushes of the first unit, for example, a voltage divider at. resistance and one joins to the inductor of the second unit the point of the divider which is at the potential U (1-1 / O). The same is done for the other units. We can. replace the resistance divider with an auxiliary brush arranged with the desired angular setting between brushes 7 and. â of each unit.



  The arrangement of the protective screen 11, which, instead of being joined to the brush 7, could be joined to any other point of the machine having a defined potential allows. to avoid. the parasitic influence of the capacities of the organs of each unit with the mass or the ground, or with the other units. This also prevents the production of intense electric fields due to the high potential differences which prevail between the various parts of the machine or between these various parts and the ground. The shapes given to this screen can be adapted, in a known manner, to avoid any risk of discharge to the mass or to the ground.



  In the example which has just been described, the independent excitation source 14 delivers practically no current, its role being solely to maintain the inductor 9 at the potential -Z-T. We can also make the. voltage across this source is added to that of the series of units constituting the machine.

   In this case, the exciter must provide a flow equal to that of the machine. This is what has been represented 'at the fi-. \? in which the source 11 ', constituted for example by an electrostatic generator, of type known per se, capable. of furnace lin potential + U with respect to the mass, is arranged with its pole at the potential + U connected to the brush 7 '. of the first unit, while its other pole is. grounded.

   The inductor 9 'of the first unit is then also grounded, which creates between the inductor 9' and the carriers of the first unit, as long as the sectors 5 'and 6' are. in contact with the brush 7 ', the sought potential difference + U.

   The inductors 9'c1., 9'b and. 9'c of the other units being. respectively connected, as in the case of fig. 1, to brushes 7 ', <I> Ta </I> and <I> 7'b, </I> successive units respectively provide potentials + 2 Z', <B> + 3U, </B> + 4T! and + 5U, the voltage available between terminals 12 'and 14 therefore being 5 h, under optimum operating conditions.



  Whatever arrangement is adopted for the excitation, the distribution of potentials in the series of units depends, for a given excitation voltage, on the. resistance of the circuit of use .. If this resistance has a certain optimum value, which will be called characteristic resistance, by analogy with the theory of filters, all the units give. the, same voltage the, and the, series will give if there is. 7i. units, taking into account the external excitation generator in the case of fig. 2.

   If the resistance is. lower ii, the characteristic resistance, the step. of the potentials is, modified, the last units produce. lower voltage. at; it may even happen that the voltage is reversed in some units. If the external resistance is greater than the characteristic value. the last generators, on the contrary, produce a higher voltage than the first ones.

      The variations in the distribution of the potentials are represented by the key diagram in fig. 3, which concerns a machine arranged as has been shown in FIG. 2 and comprising five units. In this diagram, the potentials supplied at the output of each unit are plotted on the ordinate, while the row of units, the exciter being assimilated to a unit of row 0, is plotted on the abscissa.

   Line a represents the phasing of the potentials of the brushes 8 of the series units when the load resistance is equal to the characteristic resistance. Curve B relates to this. scaling for the case of a load resistance greater than this characteristic resistance and. curves C and D relate respectively to the case of a load resistance lower than the characteristic resistance and to the case of a short-circuit.

   Whereas, in the case of line 11, the scaling of the potentials is linear, we see that in the case of. curve B, the last units provide. higher tension than the first. For low or zero load resistance (<I> C and D curves), </I> the polarity of the last machines is reversed. We note moreover that the scale is, for the first units, almost invariable.

   This property would be rigorous in the absence of parasitic capacitances; we would have alois a flow voltage. absolutely fixed. of 5U for the penultimate unit and., in the last, the voltage would jump from this value to the voltage determined by the load resistance and the current drawn. Fortunately, this circumstance is impossible, and the parasitic capacitances prevent the last unit from being subjected to such high voltages, in the event of a short-circuit for example. Nevertheless the last unit can. always be subjected to a large reverse voltage, if the series comprises many units, ten for example.



  1.a machine described is therefore really well used only if the. load resistance is equal to the characteristic resistance. It is therefore necessary to take certain precautions and, in particular, in the case where the machine must be used in short-circuit, for example to charge capacitors, it is advantageous to provide spark gaps inserted between the brushes of the last units, in order to limit the voltage under which they may be required to work and thus avoid reaching abnormally high voltages which would risk causing damage.



       When as a result of the flow. in a load resistance much lower than the characteristic resistance, the voltage of the last units is reversed, part of the energy supplied by the first machines is used to run the last ones in the motor and is recovered, but another part is dissipated in sparks at the collectors or between transporters and inductors, and only affects the devices.



  All the drawbacks mentioned above have a practical importance which depends very much on the particular case considered. These drawbacks are all the more annoying as the machines are more powerful, the parasitic capacities are lower, the number of units is greater and the envisaged operation makes it necessary to work frequently on a resistance very different from the characteristic resistance. , for example for charging capacitors.



  For low power machines, of the order of 10 watts for example, it is possible. envision without great difficulty series of five and even ten units. On the contrary, for machines of <B> 1000 </B> 0 watts for example, the operation in short-circuit, as it occurs at the beginning of the charging of a capacitor risks being very dangerous, even for a series of only five units.



  To remedy this drawback, one can use another mode of excitation of the generator units. A machine comprising such an excitation mode has been shown in FIG. 4.



  In this machine, in which, as in the case of FIG. 2, the excitation source: 11 "is connected to the brush 7" of the first unit, the inductors 9 "cc, 9" b, 9 "c are connected at points 15, 16 and 17 staggered on a divider of voltage to resistor connected between terminal 12 "of the machine and ground.

   The resistances 18 conatituant this divider are all equal and calculated so that, terminal 1.2 being at the potential -1- 5 h, the inductors 9 "(x, 9" b, 9 "c are respectively brought to the potentials U, <I>2</I> <B> U </B> and 317.



  Fig. 5 is a diagram showing the staggering of the potentials of the 8 "brushes of the various units in the case of such an assembly, the curves <I> E, </I> r, <I> G, H </I> of this diagram corresponding respectively to curves 11, <I> B, C, D </I> of fig. 3. For the characteristic resistance and above (curves E and E) the staggering is obviously the same. , respectively almost the same as before. On the other hand, for low load resistances (curves <I> G and H), </I> the result is. quite different. The scaling remains linear up to l penultimate unit For the last unit only, the regime is different.

    However, the. polarity of the voltage of the last unit is seldom reversed, and this reversed voltage does not exceed Z 'in short circuit, whatever the number of units in the series. The situation is therefore much more favorable than in the previous assembly, when the units are numerous and the series must operate on a load resistance very different from the characteristic. On the other hand, the. construction of the voltage dividers, which may be resistance or corona dividers, makes the construction of the machine very expensive.

   This is why the two modes of excitation each have their interest, one being simpler and more suitable. low power machines or few series, and the other phis complicated and favorable to powerful devices.



  In practice, the machines whose assembly and operation have been described are preferably made such that the units are arranged vertically one above the other. others, in the form of a column, the first unit, which operates under the lowest potentials, being at the base of the column; moreover, all the rotors are mounted on the same shaft. This arrangement considerably facilitates the solution of isolation problems.



  An example of a practical embodiment of a machine thus arranged is shown in FIGS. 6, 7 and 7a. In these figures, reference numbers identical to have been adopted to designate the constituent elements of the various units of the machine. those used in fig. 1, 2 and 4, but increased by 100. This machine has a base 1? 0 surmounted by a cylindrical base piece 121 on which is seated jettie sealed manner; by means of a clamping ring 122 and a seal 123, the outer casing of the machine, consisting of a metal tube 124.

   The latter is closed at its upper part by a cap 125,, tightened on said tube, in a sealed manner, using a ring 126, with the interposition of a seal 127. The center of the cap 125 is crossed by sealed manner, by an insulating part 128 provided with an axial bore 199 in which passes a conductive rod 130 terminated at its upper part by a ball 1.31. The bore 129 is closed at both ends by (the seals 132 and 133.

   In the base part 121 is disposed a valve, of which only the housing 134 has been shown, this valve making it possible to fill the casing 12-1 with a gas under high pressure, for example air under a high pressure. greater than 20 atmospheres.



  Inside the casing 124 and resting on the base part 121_ is arranged a motor 135 serving to drive the generator units, this motor being. supplied by a conductor 136 which passes in a sealed manner, at 137, the base part 121. Above the motor 135 is placed a separating plate 138 on which the units 139, 1.39a ... 1397z-1, 139n rest constituting the generator and arranged vertically end to end.

   The common shaft carrying the rotors 101 ... 1.01n of the various units is formed by shaft sections 102, 102a ... linked together by insulating couplings 140. The shaft section 102 corresponding to the first unit is itself connected to the shaft 141 of the motor by an insulating coupling 142 identical to the couplings 1-10.



  Each unit 139, 1.39a ... comprises an insulating rotor core 102 carrying carriers 103, 104. Each of the carriers is electrically connected to a conducting segment such as 1.05, carried by the insulating core, all of these segments forming, polishing the same unit, a collector which cooperates with two brushes 107 and 108.



  The stator of each unit consists of an inductor 109 and its screen 110, each extending over an arc slightly less than 180 ". The inductor 1.09 and the screen 110 are supported by two insulating flanges 1.13 and 1-1 -1, in which the brushes 1.0? And 108 are mounted and which also support a protective screen 111 consisting of a metal cylinder. The flanges 143 and 144 are axially drilled and each have a ball bearing 145 supporting the section of ar ber 102 corresponding.



  The units thus formed are stacked vertically with the interposition of an insulating junction ring such as 146. The first unit rests on the separation plate 138 by means of a ring 147 engaged on a sleeve 148 centered by shims 149. On the other hand, in the upper part of the protective screen 1_11.n of the last unit, which is extended upwards, is engaged with gentle friction an insulating cover 150 pierced axially and which is slipped on. on an appendix 1.51 of exhibit 128.

   A helical spring 152 is supported, on the one hand, under this cover and, on the other hand, on an annu lar disc 153 which rests on a shoulder. stored in the screen envelope 11.1.n. This position allows the assembly of the units to be held in place by tightening them against each other and against the frame of the motor 135 when fixing the cap 125.



       1) From the point of view of the electrical connections, the machine represented is established as follows. the diagram of FIG. 1. The inductor 109 is connected, by a conductor 154 which passes through the base part 121, by a tight seal 155, to an external excitation source. The protective screen 111 of the first unit is: connected to the ground, constituted by the casing 124 of the machine. The brush 107 of each unit is connected, on the one hand, to the protective screen 111 of the unit to which it belongs, and, on the other hand, to the inductor 109 of the following unit. The brush 108 of each unit is connected, on the one hand, to the screen <B> 110 </B> of the unit to which it belongs. and, on the other hand, to the protective screen 111. of the next unit.

   In this way, the brush 108 of each unit is connected to the brush 107 of the following unit by the intermediary of the protective screen 111 of the latter. As for the brush 108n of the last unit, it is connected on the one hand, as was previously indicated, and, on the other hand, to the rod 130 terminated by the ball 131 which constitutes one of the terminals of the machine,]. Another terminal being constituted by the casing 124 itself.



  A machine constituted as it has just been described, comprising four units 139 and of which the inductor 109 of the first unit was connected to an excitation source capable of carrying it to. a potential of 70,000 volts with respect to the ground could provide a voltage of 280,000 volts at an intensity of 0.2 milli amps, each unit operating at a voltage of 70,000 volts.



  In such machines, for high output voltages, for example greater than 200 kV, the high voltage bushing becomes difficult to achieve because its proportions increase considerably and this so-called high voltage bushing is of this fact made fragile. To achieve sufficient insulation, it is necessary to considerably increase the diameter of the metal casing.



  The object of the exemplary embodiment described below is to avoid these drawbacks by providing an electrostatic machine, provided with an envelope of insulating material, such as for example that known under the trademark Haelvte. Such a construction allows a very appreciable gain in the height and the diameter of these machines, while eliminating the high voltage feed-through, which allows the external leakage path to be equal to the length of the casing and, consequently , always sufficient and automatically proportional to the number of emptied generating elements. Such a machine is shown in more detail in the fil-. 8 and 9.

        In the machine illustrated in FIG. 8, there is a base 120 surmounted by a cylindrical base piece 1? 1 on which is fitted, in a sealed manner a.11 by means of a clamping ring 1.22 and a seal <B> 123, </ B> the outer casing of the machine constituted by a tube of insulating material 124. A conductive casing l31 surrounds the lower part of the insulating casing.

   Envelope 124 is. closed at its upper part identically to the lower part by a tightening ring 126 cooperating with a seal <B> 1.27. </B> Such an assembly allows. to remove the insulating part provided with an axial bore in which passes its conductive rod terminated at its upper part by ali less a brush 13l ..



  We see in fig. 8 that only two eonductors tori remain, one upper 131 and the other lower 131 'which constitute the high voltage terminals of the machine.



  Fig. 9 shows a different embodiment, but in which said casing is composed of two parts, a first metallic part 124a comprising the motor and at least the first element and an insulating part 124b containing all of the other elements.



  This arrangement has the effect of facilitating the cooling of the engine and the evacuation of the. heat to the outside. The drive motor as well as at least the first element. cascade generator which is still at limited potential lin are. mounted inside the metal casing which is a good conductor of heat. The length of the insulating envelope, the thermal conductivity of which is low, is limited so as to: 1 contain the generating elements. starting from the one whose potential would already be incompatible with the. proximity to a metal enclosure; 2 to have a sufficient external leakage path to maintain the difference in total potential without risk of defusing and creeping discharge along the tube.



  In the above description, the machines have. been shown and described as comprising conveyors and 1ndu, - @ - teurs constituted by cylindrical segments. It will be appreciated that the invention applies in the same way to machines in which these members are constituted by segments of plates arranged in a plane perpendicular to the shaft of the machine, or by elements in the form of bars arranged. in parallel. or perpendicular to said tree.

 

Claims (1)

REVENDICATION Machine électrostatique à influence, pour la production d'énergie électrique à très haute tension continue, comprenant. plusieurs unités génératrices constituées chacune d'un rotor comprenant au moins un transporteur conducteur et un stator comprenant. au moins iii inducteur, caractérisée par le fait que lPs transporteurs sont reliés à des secteurs con ducteurs coopérant avec des balais fixes relié respectivement à. un pôle d'entrée et à. CLAIM Electrostatic influence machine, for the production of electrical energy at very high direct voltage, comprising. several generator units each consisting of a rotor comprising at least one conductive conveyor and a stator comprising. at least iii inductor, characterized in that the carriers are connected to conductor sectors cooperating with fixed brushes respectively connected to. an entry pole and to. un pôle de sortie de l'unité considérée, le pôle de sortie d'une unité étant reliée au pôle de sortie d'une unité suivante, le pôle d'entrée de la première unité et. le pôle de sortie de la dernière unité constituant les bornes haute tension de la machine, la première unité étant disposée pour être excitée par une source indépendante de potentiel, tandis que la ou les autres unités sont disposées pour être excitées par ali moins l'une des autre unités de ladite machine. an output pole of the unit in question, the output pole of one unit being connected to the output pole of a following unit, the input pole of the first unit and. the output pole of the last unit constituting the high voltage terminals of the machine, the first unit being arranged to be excited by an independent source of potential, while the other unit or units are arranged to be excited by ali minus one other units of said machine. SOUS-REVENDICATIONS: L. Machine selon la revendication, caracté risée par le fait que les inducteurs des unités successives sont. réunis à des points successifs d'un diviseur de tension branché aux bornes haute tension de la machine, de telle façon que les potentiels de ces inducteurs s'étagent régulièrement entre les potentiels desdites bornes. 2. Machine selon la revendication, caracté risée par le fait que les inducteurs de la pre mière unité sont réunis à l'une des bornes de ladite source indépendante de potentiel, cette dite source avant son autre borne réunie à la masse, le pôle d'entrée de ladite unité étant également réuni à. la masse. 3. SUB-CLAIMS: L. Machine according to claim, characterized in that the inductors of the successive units are. brought together at successive points of a voltage divider connected to the high voltage terminals of the machine, so that the potentials of these inductors are staggered regularly between the potentials of said terminals. 2. Machine according to claim, characterized in that the inductors of the first unit are joined to one of the terminals of said independent source of potential, this said source before its other terminal joined to ground, the pole d 'input of said unit also being joined to. the mass. 3. Machine selon la revendication, carac térisée par le fait que le pôle d'entrée de la première unité est réuni à l'une des bornes de ladite source indépendante de potentiel, cette dite source avant son autre borne réunie à la masse, les inducteurs de ladite unité étant également reliés à la masse. 4. Machine selon la revendication, earaeté- risée par le fait que chaque unité est entourée d'un écran protecteur réuni à un point de la dite unité se trouvant à un potentiel déter miné, lesdits écrans protecteurs desdites uni tés étant isolés les uns des autres. 5. Machine according to claim, characterized in that the input pole of the first unit is joined to one of the terminals of said independent source of potential, this said source before its other terminal joined to ground, the inductors of said unit also being connected to ground. 4. Machine according to claim, earaised in that each unit is surrounded by a protective screen joined to a point of said unit being at a determined potential, said protective screens of said units being isolated from each other. other. 5. Machine selon la. revendication et la sous-revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits écrans protecteurs sont, réunis aux balais d'entrée de L'unité considérée. 6. Machine selon la revendication, ca.raeté- risée par le fait. que les rotors des différentes unités sont calés sur un arbre commun. <B>7.</B> 'Machine selon la revendication et la sous-revendication 6, caractérisée par le Fait ciue lesdites unités sont disposées verticalement les unes au-dessus des autres. 8. Machine according to. Claim and sub-claim 4, characterized in that said protective screens are joined to the inlet brushes of the unit in question. 6. Machine according to claim, ca.raité-ized by the fact. that the rotors of the different units are set on a common shaft. <B> 7. </B> 'Machine according to claim and sub-claim 6, characterized in that said units are arranged vertically one above the other. 8. Machine selon la revendication et les sous-revendications 6 et. 7, caractérisée par le fait que toutes les unités sont incluses dans une enveloppe étanche susceptible d'être em plie d'un fluide gazeux sous haute pression, un moteur d'entraînement desdites unités étant inclus dans ladite -enveloppe. 9. Machine selon la revendication et les sous-revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que ladite enveloppe étanche est en ma tière isolante. 10. Machine selon la revendication et les sous-revendications 6 et 7, caractérisée par le fait qu'un moteur d'entraînement et au moins la première desdites unités sont inclus dans une enveloppe métallique prolongée par une enveloppe en matière isolante contenant les antres unités. Machine according to claim and sub-claims 6 and. 7, characterized in that all the units are included in a sealed envelope capable of being filled with a gaseous fluid under high pressure, a drive motor for said units being included in said -envelope. 9. Machine according to claim and sub-claims 6 to 8, characterized in that said sealed envelope is made of insulating material. 10. Machine according to claim and sub-claims 6 and 7, characterized in that a drive motor and at least the first of said units are included in a metal casing extended by a casing of insulating material containing the other units. .
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