Compteur d'électricité à induction
La présente invention concerne un compteur d'électricité à induction à disque, comportant deux circuits magnétiques disposés de part et d'autre du disque, le circuit magnétique de tension étant en forme de M tandis que le circuit magnétique de courant est en forme de U. Les flux respectivement créés dans ces deux circuits magnétiques agissent, dans un entrefer principal qui les sépare, sur le disque mobile dont la vitesse est, comme connu, proportionnelle dans certaines limites à la quantité d'énergie débitée par la source.
L'invention a pour but de permettre la réalisation d'un compteur de ce genre dans lequel l'influence parasite du couple d'auto-freinage, qui est proportionnel au carré du nombre des ampères-tours développés dans l'enroulement de courant, est fortement diminuée, tout en conservant un couple moteur élevé.
Ce résultat procure une excellente tenue du compteur aux faibles charges, ainsi qu'aux fortes surcharges, pouvant atteindre plusieurs fois la valeur du courant nominal.
L'invention a également pour but de permettre la réalisation d'un compteur de construction compacte, et possédant en outre des moyens permettant d'effectuer le réglage du couple moteur, du déphasage du flux de courant par rapport au flux de tension, ainsi que le réglage aux faibles charges, d'une façon relativement simple.
Le compteur d'électricité à induction à disque suivant l'invention, dans lequel les circuits magnétiques de tension et de courant ne sont couplés magnétiquement qu'à travers des entrefers, est caractérisé, d'une part, en ce que le circuit magnétique de courant comporte dans sa partie médiane un entrefer à faces parallèles et, d'autre part, en ce qu'une bobine de courant ajustable axialement entoure ledit entrefer.
La présence de l'entrefer dans la partie médiane du circuit magnétique de courant conduit à une di minution du flux magnétique de courant, ce qui provoque la diminution du couple d'auto-freinage proportionnel au carré du nombre des ampères-tours développés dans l'enroulement de courant. Néanmoins, grâce au fait que le circuit magnétique de tension en forme de M et que le circuit magnétique de courant en forme de U ne sont couplés magnétiquement l'un avec l'autre que par des entrefers, il se développe dans le compteur un couple moteur élevé.
On obtient ainsi un rapport particulièrement favorable entre le couple moteur et le couple d'auto-frei- nage.
En outre, il existe un avantage essentiel du fait que la bobine de courant entourant l'entrefer du circuit magnétique de courant est ajustable axialement.
En effet, par translation de cette bobine dans le sens axial, la répartition des flux de dispersion dus à l'existence de l'entrefer se trouve modifiée dans les deux branches, ce qui agit sur la répartition du flux magnétique de courant dans les pôles du circuit magnétique de courant. On obtient de cette façon, par un moyen très simple, la production d'un couple auxiliaire, positif ou négatif, qui améliore la courbe d'erreurs du compteur.
Enfin, ces dispositions permettent une fabrication particulièrement simple, car les deux moitiés du circuit magnétique de courant peuvent tre simplement enfoncées de chaque côté de la bobine de courant préparée à l'avance.
L'entrefer à faces parallèles existant dans la partie médiane du circuit magnétique de courant peut tre disposé obliquement par rapport à l'axe longitudinal de cette partie médiane de façon que l'une au moins des extrémités dudit entrefer soit partiellement en dehors de la bobine de courant. Dans ces conditions, on peut obtenir un moyen de réglage du couple moteur du fait de l'introduction possible dans l'entrefer, d'une lame magnétique. On peut également obtenir un moyen de réglage du déphasage du flux de courant par rapport au courant, indépendant du moyen de réglage susindiqué, en introduisant dans l'entrefer une lame en métal ou alliage non magnétique mais conducteur.
Enfin l'existence de cet entrefer permet d'obtenir un dispositif de réglage aux faibles charges particulièrement efficace. Ce dispositif peut tre constitué par une pièce d'appel de flux, liée au circuit magnétique de tension, de manière connue en soi, qui comporte à sa partie située entre les deux becs polaires du circuit magnétique de courant, une pièce pivotable en matériau magnétique.
Une forme d'exécution de l'invention est représentée à titre d'exemple, aux dessins ci-joints dans lesquels:
la fig. 1 est une vue d'ensemble des circuits ma gnétiques d'un compteur;
la fig. 2 montre des courbes relatives aux champs de tension et de courant;
la fig. 3 est une vue de détail du circuit magnétique de courant;
la fig. 4 est une vue en perspective des deux circuits magnétiques du compteur.
Comme représenté à la fig. 1, le compteur comprend un circuit magnétique en forme de M avec un noyau central 1 et deux pièces polaires extérieures 2.
Ce circuit magnétique dit circuit magnétique de tension est excité par un courant passant dans une bobine 3 et qui est proportionnel à la tension de la source d'énergie. I1 comprend également un circuit magnétique 4 en forme de U avec deux pièces polaires 5 qui s'épanouissent vers le centre en formant des becs Sa. Ce circuit magnétique 4 dit circuit magnétique de courant est excité par une bobine 6 parcourue par le courant débité par la source ou un courant proportionnel.
Dans l'entrefer 7 est disposé un disque de comptage 8 tournant autour de l'axe de symétrie 7a commun aux deux circuits magnétiques.
Le flux utile du circuit magnétique de tension se ferme principalement à travers les pôles 5 du circuit magnétique de courant pour revenir aux pièces polaires 2 du circuit magnétique de tension et, pour une faible partie, par une pièce d'appel de flux 9 liée par ailleurs magnétiquement aux pièces polaires 2.
De mme, le flux du circuit magnétique de courant se ferme principalement à travers le circuit magnétique de tension et pour une très faible partie par la pièce 9.
Les deux circuits magnétiques de tension et de courant ne possèdent aucune pièce de liaison magnétique directe. En outre, les deux circuits magnétiques sont fixés l'un par rapport à l'autre par des pièces non magnétiques (non représentées). Les deux circuits magnétiques peuvent tre respectivement fixés par des colonnettes en métal non magnétique sur un bâti en matériau non magnétique (matière moulée en matériau isolant ou en alliage en aluminium par exemple). Les colonnettes de fixation peuvent aussi faire partie du bâti. Grâce à cette disposition, le flux émanant des pôles du circuit magnétique de tension et pénétrant dans le circuit magnétique de courant passe obligatoirement à travers le disque. Il en est de mme pour le flux émanant des pôles du circuit magnétique de courant et pénétrant dans le circuit magnétique de tension.
En d'autres termes, toute ligne de force du champ produit par le circuit magnétique de tension, ou du champ produit par le circuit magnétique de courant, et qui passe à la fois dans les deux circuits magnétiques, traverse deux fois le disque.
Les circuits magnétiques de tension et de courant n'ayant pas de liaison magnétique directe, le flux de tension présente, en grandeur et en phase, les valeurs optima pour développer un couple maximum, avec le flux de courant, notamment dans les parties du disque respectivement situées sous les pôles latéraux du circuit magnétique de tension, comme le montre la fig. 2 représentant les champs de tension H2 ; et de courant Hui ; à titre indicatif, la courbe H'u représente la répartition du champ de tension, obtenue dans un compteur où le champ magnétique de tension se referme principalement par les pièces magnétiques de liaison des deux circuits magnétiques.
De plus, le circuit magnétique de courant comporte, dans sa jambe médiane reliant les deux pôles, un entrefer supplémentaire 10. Cet entrefer est préférablement placé symétriquement par rapport à l'axe de symétrie 7a. Ses faces sont parallèles, et il peut tre disposé soit perpendiculairement aux lignes de force du flux magnétique circulant dans la jambe médiane (fig. 1), soit obliquement par rapport à ces lignes de force (fig. 3 et 4).
Comme le montre la fig. 1, le circuit magnétique de courant 4 est muni d'une seule bobine de courant 6, disposée sur sa partie médiane de telle manière qu'elle entoure l'entrefer 10. La bobine de courant 6 est dimensionnée de telle sorte qu'elle est réglable axialement sur cette partie médiane par rapport à l'entrefer. Celui-ci est la cause d'une dispersion du flux magnétique produit par la bobine de courant 6.
Par ajustement axial de cette bobine, on peut modifier la répartition de ce flux dans les pièces polaires 5 et, ainsi, produire un couple auxiliaire positif ou négatif, afin d'améliorer la courbe d'erreurs du comp- teur.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur la fig. 1, l'entrefer 10 est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie médiane du circuit magnétique de courant. Si l'entrefer, comme cela est indiqué sur les fig. 3 et 4, est incliné de telle sorte qu'une de ses extrémités soit partiellement en dehors de la bobine de courant 6, il est possible d'obtenir des moyens de réglage de réalisation particulièrement simple. Par introduction plus ou moins profonde d'une lame magnétique 1 1 dans cet entrefer incliné 10, on peut modifier le couple moteur par variation du flux ma gnétique de courant, sans que le déphasage de ce flux magnétique soit notablement perturbé par rapport au courant. On obtient ainsi un moyen de réglage du compteur en charge non inductive.
De plus, par introduction plus ou moins profonde dans l'entrefer incliné 10 d'une lame en métal ou alliage non magnétique mais conducteur, on peut alors modifier le déphasage du flux magnétique du courant par rapport au courant, sans que ce flux magnétique soit notablement modifié. On a ainsi un moyen de réglage en charge inductive, qui agit indépendamment du moyen de réglage du couple moteur.
La fig. 3 représente une forme de réalisation particulièrement avantageuse des dispositifs permettant de réaliser ces réglages.
Dans cette forme de réalisation, la fente 10 est inclinée par rapport à l'axe de la branche médiane du circuit magnétique de courant, de sorte que son accès n'est t pas empché par l'enroulement 6, ce qui rend possible l'introduction et le déplacement faciles des organes de réglage en charge inductive et non inductive.
Deux lames de réglage 11 et 12 sont respectivement entraînées par des rouleaux 13 et 14 euxmmes commandés par des boutons de manoeuvre 15 et 16. Une pièce 17 intercalée entre les lames 11 et 12 évite l'entraînement réciproque de ces lames.
Du fait de l'entrefer 10 qui sépare magnétiquement les deux surfaces polaires 5, il devient possible de porter celles-ci à des potentiels magnétiques légèrement différents, par une très faible dérivation de flux de tension; ce résultat est obtenu au moyen d'une pièce magnétique 18 en contact avec la pièce d'appel de flux 9 et dont le déplacement fait varier en sens inverses ses réluctances de fuite par rapport aux pôles 5. On réalise ainsi un réglage aux faibles charges.