CH294851A - Machine électrostatique à influence pour la production d'énergie électrique à très haute tension continue. - Google Patents

Machine électrostatique à influence pour la production d'énergie électrique à très haute tension continue.

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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.

Claims (1)

  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.
    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.
    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.
    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 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 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.
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