FR1449703A - Perfectionnement apporté au processus de commutation dans les appareils électriques - Google Patents

Description

Perfectionnement apporté au processus de commutation dans les appareils électriques. La présente invention a pour objet le perfection nement du processus de commutation dans les appa reils électriques du type à collecteur, et a plus particulièrement trait à la suppression (c'est-à-dire l'élimination ou la réduction) des étincelles qui se produisent lorsque le processus -de commutation est imparfait.

Lorsque dans un tel appareil, la commutation du courant d'une bobine est imparfaite, ii se produit alors, quand la lame de collecteur associée à la bobine rompt le contact avec le balai, un brusque changement de courant dans la bobine, lequel chan gement, en raison de l'inductance de la bobine, crée une self-induction de tension qui peut être assez élevée pour faire passer une étincelle entre la lame de collecteur et le balai. Ces étincelles sont indi- sirabies car elles provoquent l'érosion du balai et du collecteur; de plus la rugosité qui s'ensuit de la surface du collecteur augmente l'usure par frot tement du balai produite par la rotation du col lecteur.

Le changement brusque du courant s'accompa gne d'un changement des intensités des flux ma gnétiques couplant la bobine, et par suite un chan gement de l'énergie emmagasinée dans le champ magnétique. La différence entre les énergies emma gasinées avant et après l'occurrence d'une étincelle est l'énergie qui est disponible pour la dissipation dans l'étincelle. La présente invention est basée sur le concept, que l'on croît représenter une nouvelle façon d'approcher le problème de la suppression des étincelles, du blocage ou du captage , au moins à un degré appréciable, de l'intensité et du diagramme de répartition du flux associé â la bobine pour la période du changement brus que du courant. L'énergie emmagasinée est ainsi maintenue pratiquement constante, au moins pen- dant: la courte période au cours de laquelle l'étin- celle pourrait par ailleurs se produire, de sorte qu'il n'existe pas ou peu d'énergie disponible pour l'en tretien d'une - étincelle. Les étincelles se trouvent donc ainsi sensiblement réduites ou éliminées.

Le dispositif de blocage de flux .de la présente invention consiste en une matière conductrice en feuille, située dans une zone de flux entourant les bobines de l'induit d'un appareil du type à col lecteur, de manière que toute tendance au chan gement brusque du flux dans cette zone provoque le passage dans la matière de courants de Foucauit tendant à s'opposer à ce changement, l'épaisseur de cette feuille de matière étant choisie de telle sorte que, dans le cas où cette zone se trouve éga iement traversée par le flux qui change relative ment lentement au cours du fonctionnement nor mal de l'appareil, la présence de .cette matière n'ait pas, ou relativement peu, d'effet en ce qui touche le changement lent de flux. On démontrera plus foin qu'il existe une épaisseur, ou gamme d'épais seurs, faciles à déterminer, qui satisfont à cette condition requise.

Ce choix de l'épaisseur est nécessaire afin que l'adjonction du dispositif .de blocage de flux n'ait pas d'effets pouvant gêner de manière indésirable le fonctionnement prévu de l'appareil. Certains flux dans l'appareil peuvent varier en cours de fonc tionnement (cette variation s'effectuant relativement lentement par rapport aux changements brusques de flux ayant tendance à la formation d'étincelles), et si ces flux se couplent avec la feuille de matière de blocage de flux sans que son épaisseur soit cor rectement choisie, ii se créera alors des courants de Foucauit qui pourront atteindre une valeur suf fisante pour produire une perte indésirable d'éner gie, et un chauffage excessif du dispositif de bio- cage de flux lui-même. Par suite, la matière de blo cage de flux doit donc être disposée de manière à ne pas se coupler avec les flux qui varient au cours du fonctionnement normal de l'appareil, ou bien le dispositif doit être construit de manière à n'avoir pratiquement aucun effet sur les variations néces saires de flux tout en restant efficace pour s'opposer aux changements de flux donnant naissance aux étincelles.

L'idéal, quand la matière :de blocage de flux est disposée sur l'induit rotatif de l'appareil, est éga lement qu'elle ne constitue pas un circuit fermé dans lequel le courant pourrait être induit par le mouvement de l'induit dans le champ principal de fonctionnement de l'appareil, même si le flux de ce dernier est sensiblement constant.

En générai, la feuille individuelle de blocage de flux doit avoir la forme et l'étendue voulues pour constituer un parcours conducteur -dans lequel peu vent passer les courants de Foucault afin d'en cercler pratiquement le flux ou la portion de flux que la feuille est destinée à bloquer; en variante un certain nombre de feuilles convenablement dis posées, peuvent être interconnectées pour constituer ce parcours grâce à leur interconnexion. Il est éga lement désirable que la feuille de matière de blo cage de flux soit placée aussi près que possible de la bobine susceptible de produire le flux à blo quer. Il en est ainsi parce que le champ magné tique est habituellement plus intense dans le voi sinage de la bobine. Par exemple, dans le cas d'un conducteur rectiligne transportant -du courant, l'in tensité du flux en un point situé à proximité est inversement proportionnelle à la distance de ce point à l'axe du conducteur. L'énergie emmagasinée dans un champ est proportionnelle au carré de l'inten sité et par suite la densité :d'énergie est inverse ment proportionnelle au carré de la distance du point à l'axe du conducteur. Par suite, afin de blo quer la majorité de l'énergie -associée au courant passant dans le conducteur, la feuille,de blocage de flux doit s'étendre aussi proche que possible du conducteur.

Quand un courant de Foucault fait le tour d'un parcours fermé, il a tendance à capter<B> </B> le flux total couplant ce parcours mais pas nécessairement sa répartition, c'est-à-dire qu'au moment d'un chan gement total de flux, le courant de Foucauft tend à créer un flux compensateur dont la valeur dépend de celle du changement, mais dont la répartition peut différer du diagramme original de répartition. Toutefois, on peut démontrer que l'énergie emma gasinée dans un volume de flux dépend non seu lement du flux total, mais égaiement de sa répar tition. Par suite, le dispositif de captage de flux offert par l'invention dans le but de maintenir l'é nergie emmagasinée pratiquement constante durant le temps pendant lequel une étincelle pourrait ail- leurs se produire, doit capter à la fois l'intensité et la répartition du flux, ainsi qu'on l'a précédém- ment stipulé. La manière la plus facile d'obtenir ce résultat consiste à intercepter les lignes de flux pratiquement perpendiculairement. C'est un fait ex périmentai que le courant de Foucauit passera dans une feuille conductrice avec la répartition et l'in tensité voulues pour tendre à capter le flux com plètement dans le plan de la feuille : si cette feuille est perpendiculaire au flux l'action de captage est alors également effective à un degré utilisable dans le volume d'espace au voisinage de la feuille.

Si la disposition de la matière de blocage de flux perpendiculairement aux lignes de flux n'est pas pos sible pratiquement en raison du prix de revient ou de la commodité de fabrication, l'action de cap tage sera moins bonne à moins que la géométrie du flux à capter ne soit connue et que la matière de captage soit disposée de manière à constituer des parcours de courants de Foucault prescrits par cette géométrie; dans ce dernier cas, ainsi qu'on le verra, le captage efficace de flux peut être réalisé au moyen de feuilles conductrices pratiquement pa- raflèles aux lignes de flux, à condition que les plans des parcours dans lesquels passent les courants de Foucault soient pratiquement perpendiculaires au sens du flux.

La matière en feuille utilisée pour le dispositif de captage de flux de l'invention peut prendre la forme d'une feuille homogène, ou être constituée d'une feuille formée de fils ou de bandes conductrices, l'épaisseur de cette feuille dépendant alors du dia mètre de ces fils ou de ]'épaisseur de ces bandes; ces fils ou bandes devront alors être disposés avec leur longueur s'étendant dans le sens du passage requis des .courants de Foucauit.

Le principe sur lequel est basé la présente in vention, ainsi que les divers modes d'application pratique de ce principe seront maintenant décrits en détail en référence aux dessins annexés, sur les quels La figure 1 est un croquis auquel on se référera pour expliquer le principe; Les figures 2 et 3 sont des graphiques types; et Les figures 4 à 10 représentent, sous forme sché matique, diverses formes pratiques de réalisation de l'invention.

On considérera d'abord la figure 1 qui repré sente une bobine 1 de forme circulaire, en plan, disposée parallèlement mais à une distance déter minée d'une feuille de matière conductrice 2. Au cours de la discussion qui va suivre, on eonsi- dèrera l'effet de la présence de la feuille conduc trice sur l'inductance L de la bobine 1, mesurée aux bornes 3 de celle-ci. Cette inductance est une mesure de l'énergie E emmagasinée dans le champ magnétique associé à la bobine quand cette dernière transmet un courant i, la relation étant E 1l2 L i' Lorsque le courant i varie, des courants de Foucault sont induits dans la feuille 2 de manière à ten dre au maintien constant du flux magnétique; mais puisque la force électromotrice induite dans la feuille et par suite 'les courants de Foucauit qui en dé coulent, dépendent du régime de changement du courant i, il s'ensuit que la valeur effective de l'in ductance mesurée aux bornes 3 dépendra du ré gime de changement de courant; plus ce chan gement sera rapide, moindre sera l'inductance ef fective.

Dans le contexte de la présente invention, ii est caractéristique que les changements de courant dans les bobines, donnant naissance aux étincelles, sont très brusques, et que ces étincelles durent pendant des périodes correspondantes relativement courtes (typiquement de 1 à 10 microsecondes). D'autre part, 'les flux qui sont nécessaires au fonctionnement de l'appareil et qui peuvent également se coupler avec les feuilles de captage de flux varient rela tivement lentement. On a constaté, par expérience, que l'épaisseur d'une feuille destinée à constituer le piège à flux, peut être choisie de manière que ce piège ait une action effective sur les change ments rapides de flux mais soit sans aucun effet appréciable sur les flux qui varient lentement seu lement. Pour illustrer ce fait, on effectua des me sures de l'inductance dans un agencement tel que celui représenté à la figure 1, en utilisant des cou rants variant .de manière sinusoïdale sur une gamme de fréquences. Pour ces courants à variation sinu soïdale, le régime de changement est, naturellement proportionnel à la fréquence, étant plus grand aux plus haute fréquences. Pour ces expériences illus- tratives, on, utilise une forme, d'onde sinusoïdale de courant, plutôt que des formes d'ondes représentant plus typiquement celles que 'l'on observe dans les appareils à collecteur, en raison .de la facilité avec laquelle les mesures pouvaient être effectuées avec l'appareillage disponible. Il est néanmoins possible de faire la corrélation entre ces observations ex. périmentales, d'une manière qualitative, avec le com portement prévu -d'un appareil. Par exemple, un événement rapide tel qu'une étincelle dont la durée est typiquement de 10-5 seconde correspond ap proximativement à une fréquence de 1/(2a X 10-5) c/s - 16 Kc/s, de sorte que pour qu'un piège à flux soit efficace, il doit produire une réduction de l'inductance de la bobine associée aux fréquences de cet ordre et au-dessus. Par contre, le change ment le plus rapide de flux produit en fonction nement normal d'un appareil à collecteur est habi tuellement l'inversion du flux transversal à l'en coche, qui peut se produire en environ 10-1 seconde. La fréquence correspondante est: 1/(27r X 10-5) - 160 c/s. Pour qu'un piège à flux n'ait aucun effet sur cette inversion, il ne doit produire aucun changement d'inductance aux fréquences de cet or- dre et au-dessous.

Les figures 2 et 3 indiquent les résultats expéri mentaux types. Les courbes 4 à 7 de la figure 2 mon trent la variation, avec la fréquence, de l'induc tance mesurée L exprimée sous la forme d'une fraction de l'inductance Lo aux basses fréquences. Pour toutes ces courbes, l'épaisseur et la matière de la feuille 2 étaient identiques. Dans le cas de la courbe 4, la feuille et la bobine étaient pla cées aussi proches que possible. On voit que l'in ductance n'est pas affectée aux basses fréquences, mais est de beaucoup réduite .aux hautes fréquences. En ce qui concerne les courbes S, 6, 7, la feuille fut progressivement éloignée de la bobine, et l'on observera que l'effet sur l'inductance est de beau coup diminué. Ces résultats illustrent l'importance de l'agencement de la matière de captage de flux aussi proche que possible des bobines.

Au cours des expériences dont les résultats sont relevés à la figure 3, la feuille dans tous les cas était constituée de cuivre et placée aussi proche que possible de la bobine, mais on utilisa diffé rentes épaisseurs -de feuille. Pour la courbe 8, on utilisa une feuille relativement épaisse d'environ 1,6 mm au minimum; on remarquera que l'effet sur l'inductance est considérable, même .aux basses fréquences, et qu'en outre le changement de la valeur d'inductance aux basses fréquences à celle aux hautes fréquences se produit sur une gamme étendue de fréquences. Pour la courbe 9, on utilisa une feuille plus mince de l'ordre de 0,2 mm. L'ef fet sur l'inductance aux basses fréquences est faible, alors que l'inductance aux hautes fréquences est sensiblement identique à celle produite par la feuille plus épaisse. D'autre part, la transition entre 'l'in ductance aux basses fréquences et celle aux hautes fréquences s'effectue sur une gamme de fréquences beaucoup plus étroite, ce qui est caractéristique dé sirable .aux fins de l'invention. La courbe 10 indi que les résultats obtenus en utilisant une feuille encore plus mince, de l'ordre de 0,1 mm. On re marquera que celle-ci n'a aucun effet aux basses fréquences, mais que son effet est insuffisant aux hautes fréquences. Ces résultats démontrent la pos sibilité de choisir l'épaisseur des feuilles de cap. tage de flux en vue d'obtenir les résultats désirés. Les informations expérimentales démontrent que l'épaisseur optimale dépend jusqu'à un certain point de la forme et de la disposition précises des pièges à flux; par suite l'épaisseur de 0,2 mm mentionnée en référence à la .courbe 9 ne doit pas être con. sidérée comme une limite; on peut utiliser de la feuille de cuivre dont l'épaisseur est un peu supé rieure ou inférieure à 0,2 mm. Du fait que l'évi dence expérimentale démontre que la matière de captage de flux doit avoir une résistivité aussi fai ble que possible, l'usage du cuivre est préféré. Toutefois, en cas d'utilisation de certaines autres matières, les informations expérimentales démon trent encore que l'épaisseur optimale de la feuille diffère (elle est habituellement supérieure) de celle de cuivre.

Les bobines de -l'induit d'un appareil à collec teur ont une forme beaucoup plus compliquée que la bobine circulaire 1. Il est donc nécessaire de considérer plus en détail les flux associée à ces bobines d'induit ainsi que les formes des pièges destinés à se coupler avec ces flux.

La figure 4a représente en coupe transversale une encoche d'induit 11 renfermant un côté de bobine 12 transportant du courant qui établit trans versalement à l'encoche un flux représenté par les lignes 13. Ce flux peut être capté par une feuille de .cuivre repliée 14 ainsi que représenté en coupe transversale à la figure 4 b et en perspective à la figure 4 e, le côté de bobine 12 étant omis sur ces figures pour la clarté du dessin. Si le changement brusque du courant dans le côté de bobine 12 est du sens classique représenté, le flux transver sal d'encoche s'intensifiera alors dans le sens repré senté par les flèches sur les lignes 13. A cette inten- sification, s'opposera le passage des courants de Foucault dans la feuille repliées 14, dans les sens classiques représentés à la figure 4 b et par les traits pointillés à la figure 4 c. Pour assurer à ces courants de Foucauit un parcours fermé, la feuille 14 s'étend au-delà de chaque extrémité de l'enco che de la manière indiquée à la figure 4 c, les parcours de retour des courants de Foucauit étant assurés par les parties .de la feuille se situant à l'extérieur de l'encoche. On peut s'attendre, et ceci est confirmé expérimentalement, à ce que, 4 la feuille 14 ne dépasse pas au-delà de l'encoche et que les courants de Foucault aient à suivre des parcours de retour situés dans la feuille à (intérieur de l'encoche, l'action de captage de flux soit moins efficace à chaque -extrémité de cette dernière, car dans ce cas les courants de Foucauit n'encerclent pas le flux à proximité des extrémités.

Une autre forme de piège à flux est représentée aux figures 4 d et 4 e en coupe transversale et en perspective, respectivement. Cette forme n'est pas aussi efficace que la précédente car ii n'existe au cun parcours pour le passage des courants de Fou- cauit à proximité du fond de l'encoche. Tout flux dans cette partie de l'encoche n'est donc pas com plètement encerclé par les courants de Foucault.

Une autre forme encore de construction de piège à flux d'encoche est représenté à la figure 4 f con jointement à la figure 4 g. Ce piège consiste en un certain nombre de bandes conductrices 16, 17, 18, d'épaisseur choisie convenable, dont la conductibilité est connectée aux deux extrémités .de l'encoche ainsi qu'indiqué en 19. On remarquera que cet agen cement assure aussi des parcours conducteurs fer més qui couplent complètement le flux transversal d'encoche, à condition que l'une des bandes (16) soit aussi proche que possible de la partie supé rieure (extrémité ouverte) de l'encoche et qu'une autre (18) soit aussi proche que possible du fond. Des bandes intermédiaires, telles que 17, sont éga- lement désirables pour la raison dont l'explication suit. La figure 4 k représente un conducteur 12' transporteur de courant, situé approximativement au milieu de l'encoche 11. On le sait, le flux 13' développé par un tel conducteur dans l'encoche est principalement confiné entre la position du conduc teur et l'extrémité ouverte de l'encoche; la région comprise entre le conducteur et le fond de cette dernière ne présente pratiquement aucun flux. En cas d'utilisation d'un piège à flux tel que celui représenté à la figure 4f, le parcours naturel des courants de Foucauit se situera alors autour des bandes 16 et 17, et de leurs connexions d'extré mités, car c'est le parcours qui couple le flux de plus près. Par suite, non seulement l'intensité, mais également la répartition du flux se trouveront cap tées. Toutefois, si la bande 17 est omise, les cou rants de Foucauit sont alors contraints de passer dans les bandes 16 et 18 ainsi que représenté à la figure 4i. Ainsi qu'indiqué précédemment, l'ef fet .d'un courant de Foucault est de tendre à main tenir constant le flux total couplant son parcours, mais non nécessairement à maintenir la répartition de flux. Par suite, si le courant représenté dans le conducteur 1<B>2</B> de la figure 4 h est brusque ment interrompu, le flux total traversant l'encoche est maintenu constant par les courants de Foucault mais a répartition deviendra celle représentée à la figure 4 i dans le cas du piège à flux décrit par cette figure, c'est-à-dire sans feuille intermé diaire telle que 17. Maintenant, il est facile de dé montrer que l'énergie magnétique emmagasinée dans la configuration de la figure 4 ï est moindre que dans celle de<B>la</B> figure 4 h, bien que les flux to taux soient identiques. L'excès d'énergie est dispo nible pour créer les étincelles, ou en d'autres ter mes le piège à flux de la figure 4 i dans lequel la feuille 17 est omise, serait moins efficace pour le contrôle de la formation d'étincelles dans une bobine occupant dans (encoche une position telle que celle représentée à la figure 4 h. Du précédent argument, il ressort qu'il peut être désirable, dans le cas d'encoches profondes, d'utiliser des bandes supplémentaires telles que 17 pour se coupler de plus près avec les conducteurs situés dans des positions intermédiaires de l'encoche.

Les formes de pièges à flux que l'on vient de dé crire peuvent être utilisées en combinaison si on le désire. Par exemple, les figures 4 jet 4 k repré sentent une encoche de la forme selon laquelle l'en roulement est retenu à l'intérieur au moyen d'une cale classique 20. Dans ce cas, il est impossible à un piège à flux de la forme représentée à la figure 4 b de s'étendre jusqu'en haut de l'encoche. On peut capter le flux traversant l'encoche par la cale en fixant une bande longitudinale de cuivre 21 à la face extérieure de la cale 20, et en la con nectant de manière conductrice à la feuille repliée 14' à l'intérieur de l'encoche aux deux extrémités ainsi qu'indiqué en 22. Cet agencement peut être considéré comme une combinaison des pièges à flux représentés aux figures 4 b et 4 f.

Toutes les formes de pièges à flux d'encoche représentées doivent être électriquement isolées des tôles d'induit pour éviter l'établissement de parcours conducteurs fermés dans lesquels la rotation de l'in duit dans le flux principal de l'appareil pourrait créer des courants excessifs susceptibles de produire le surchauffage ou des détériorations.

On doit faire la .distinction entre ces formes de pièges à flux avec leurs épaisseurs de feuille con venablement choisies et certains agencements dits à enroulement d'amortissement qui impliquent la disposition de conducteurs le long des encoches mais qui doivent être relativement épais car ils sont des tinés à répondre à l'inversion relativement lente du flux transversal d'encoche se produisant au moment où la bobine d'induit passe dans la zone de com mutation. Ces enroulements d'amortissement ont également tendance à supprimer les étincelles, mais leur effet est basé sur un principe complètement différent de celui sur lequel est basée la présente invention. Les pièges à flux de la présente inven tion sont moins volumineux que ces enroulements d'amortissement, prennent moins d'espace dans l'en coche et produisent moins de perte.

Un autre agencement .de captage de flux est in diqué aux figures 5 et 6 qui représentent une vue en bout et une vue de côté du rotor d'induit à encoches 23 (fig. 6) d'un appareil à collecteur dont le collecteur 24 est monté sur une extrémité de l'arbre 25 de rotor. La figure 5 représente, à l'ex trémité opposée, outre l'arbre 25, le support 26 de têtes de bobines et les pointes 27 des têtes de bobines de l'induit, telles que celles portant la ré férence 28 à la figure 6. A la figure 5 sont éga iement représentées, en pointillé 29, les lignes de flux magnétique établi par le passage d'un cou rant type dans l'une des têtes de bobines. Pour intercepter ce flux, ainsi que les flux similaires éta blis par la totalité des têtes de bobines, l'appa reil est pourvu d'un piège à flux 30 prenant la forme d'une feuille conductrice cylindrique d'épais seur convenablement choisie, montée extérieurement sur les têyes de bobines. Une partie considérable du flux 29 passe dans le support 26 des têtes de bobines, et cette partie du flux peut être inter ceptée par un piège à flux 31 prenant la forme d'une feuille conductrice cylindrique .d'épaisseur convenablement choisie montée entre les têtes .de bobines et leur support 26. Les cylindres 30 et 31 doivent tous deux s'étendre un peu au-delà des pointes 27 des têtes de bobines : ils doivent être isolés de ces dernières, mais à part cela, ils doi vent être disposés aussi proches que possible des têtes de bobines. A la figure 5, pour 9a clarté .du dessin, les cylindres de captage de flux, les têtes de bobines et leur support ont été représentés radia- lement séparés les uns des autres bien plus qu'ils ne le sont en pratique. Un piège à flux similaire entou rant les têtes de bobines à l'extrémité collecteur est représenté en 32 à la figure 6, et ii est éga lement désirable de disposer un piège à flux cylin drique à l'intérieur des têtes de bobines à cette extrémité, similaire au piège 31 situé à l'autre ex trémité.

On remarquera qu'en cas de disposition de pièges à flux d'encoches selon la précédente description, les pièges à flux de têtes de bobines tels que 30, 31, 32 doivent être isolés de ces derniers sinon ii existerait dans les pièges à flux des parcours con ducteurs fermés similaires à ceux du rotor usuel en cage d'écureuil. Ceci permettrait le passage de cou rants de Foucault qui pourraient sérieusement nuire au fonctionnement normal de l'appareil.

Une autre forme de piège à flux est illustré à la figure 7 qui représente une coupe transversale d'un appareil à collecteur bipolaire. On voit sur cette figure l'induit à encoches 33, les pôles principaux 34, les pôles .de commutation 35 et la carcasse 36. Dans une paire d'encoches est représentée la coupe transversale d'une bobine d'induit 37, dans la posi tion angulaire à laquelle la lame de collecteur associée est juste en train de rompre le contact avec le balai. Un courant passant dans une bobine dans cette position établira des flux dont deux ont une importance majeure, savoir : un flux passant dans l'induit, les pôles principaux et la carcasse, représenté par les traits en pointillés 38, figure 7, et un flux passant entre les pointes des dents d'in duit de chaque côté de l'encoche renfermant le con ducteur 37, représenté par les traits en pointillés 39 sur la vue fragmentaire agrandie de la figure 8. La caractéristique distinctive .de ces flux est qu'ils passent par la surface cylindrique de l'induit. Ils peuvent être interceptés par un piège à flux 40 formé d'une feuille conductrice cylindrique dont le diamètre intérieur est juste supérieur à celui de l'in duit, et qui s'étend au moins sur la longueur de la partie encochée de l'induit et de préférence égaie ment sur les têtes de bobines. Pour obtenir un effet maximal de captage de flux, le piège devrait être monté sur l'induit de manière à tourner avec ce lui-ci, mais ceci n'est pas possible car il s'ensui vrait 'l'induction dans le piège à flux de courants de Foucault excessifs, dûs à sa rotation dans le champ principal d'excitation de l'appareil. L'efficacité du piège à flux se trouve toutefois peu diminuée lors qu'il est monté fixe; ii en est ainsi parce que les bobines subissant la commutation occupent prati quement toujours la même position par rapport aux parties stationnaires de l'appareil de sorte que les flux changeant brusquement que l'on désire capter sont également pratiquement stationnaires.

Même lorsque le piège à flux 40 -des figures 7 et 8 reste stationnaire, la rotation de l'induit peut créer le passage de certains courants de Foucault indésirables. Ces courants sont d'un type similaire à ceux créés dans le cas du phénomène connu sous le nom habituel de perte par bourdonne ment des dents . On considèrera maintenant la figure 9 qui représente ën coupe transversale frag mentaire une partie de la région située sous le pôle principal 34, conjointement à l'induit à en coches 33 et au piège à flux 40. Cette figure indique également les lignes 4:1 représentant le flux d'exci tation de l'appareil. A l'intérieur du pôle prin cipal 34, ce flux est uniformément réparti, mais à sa traversée de l'entrefer ii se concentre pour s'é couler principalement dans les dents de l'induit.

Par suite, au cours de la rotation de l'induit, les points individuels du piège à flux 40 subiront une variation de l'intensité du flux. Ii s'ensuivra que, dans la région située sous le pôle principal 34, il pourra être induit dans le piège à flux 40 des courants de Foucault indésirables qui, en raison des flux habituellement intenses dans cette région, pour ront être assez forts pour provoquer le surchauffage du piège. Ceci peut être- évité en supprimant les parties du piège à flux 4.0 qui se situent sous les pôles principaux, en laissant à ce piège la forme 40' représentée à la figure 10, laquelle présente une fenêtre 42 en regard de chaque pôle prin cipal. (Dans le cas d'un appareil ayant un plus grand nombre de pôles ,le piège à flux 40' serait pourvu d'un nombre correspondant de ces fenê tres). On remarquera, en référence<B>à</B> la figure 7, que cette construction à fenêtres n'affecte pas appré- ciablement l'efficacité de l'agencement de captage des changements brusques de flux dans les pôles prin cipaux. Au cours de ces changements brusques de flux, d'une durée de 10 microsecondes par exem ple, l'induit 33 tourne d'une distance négligeable et par suite la répartition spatiale du flux 38 dans la région de l'entrefer, répartition qui est déter minée pratiquement par les formes et positions des surfaces de fer limitant l'entrefer. reste virtuelle ment constante. L'intensité en tout point de l'en- trefer sera donc proportionnelle à la quantité totale de flux traversant ce dernier. Par suite, ii suffit de capter le flux total, ce que l'on peut faire en constituant un parcours conducteur fermé encer clant l'entrefer. Un piège à flux de la forme 40' e la figure IO assure un tel parcours, représenté par les trait, en pointillé 43. On remarquera que les effets de bourdonnement des dents se manifesteront encore dans les régions dans lesquelles le piège à flux 40 n'est pas découpé; par exemple, en observant if figure 8, le flux 39 est localement concentré aux dents de l'induit, de sorte que le mouvement de ce dernier produira des courants de Foucault dans ie piège à flux 40. Toutefois les pertes résultante dans cette région sont assez faibles pour être accep. tables, car une majeure partie .du parcours du flux 39- se situe dans l'air et par suite le flux est reia. tivement beaucoup moins intense dans fentrefei sous les pôles principaux. Le piège à flux 40 ne doit pas être constitué d'une feuille plus épaisse qu'il n'est nécessaire pour assurer l'action de cap. tage. Toute feuille dépassant cette épaisseur né. cessaire n'améliorerait pas l'action de captage de flux, et ne servirait seulement qu'à permettre le pas sage de courants de Foucault inutilement forts pro, venant de la cause que l'on vient d'expliquer.

Claims (1)

<B>RÉSUMÉ</B> 1 Appareil dynamoélectrique pourvu d'un dis positif de captage de flux pour la suppression des étincelles, consistant en une matière conductrice en feuille disposée dans une zone de flux entourant les bobines de l'induit de l'appareil de manière que l'amorce d'un changement brusque de flux dans cette zone crée dans la matière le passage de cou rants de Foucault tendant à s'opposer à ce chan gement, (épaisseur de la feuille, si toutefois cette zone est également traversée par le flux de chan gement relativement lent en fonctionnement nor mal de l'appareil, étant choisie de telle sorte que la présence de cette matière ait peu ou pas d'effet en ce qui regarde ce flux de changement lent; 2 Appareil selon 1 présentant les points sui vants pris séparément ou en combinaisons a. La feuille conductrice de captage de flux a la forme et l'étendue voulues pour constituer un par cours conducteur dans lequel peuvent passer des courants de Foucault encerclant pratiquement le flux ou la partie de flux que la feuille est destinée à capter; b. Le dispositif de captage de flux est constitué d'un certain nombre de feuilles conductrices inter connectées de manière à former, par leur moyen et par leurs interconnexions. un parcours conduc teur dans lequel peuvent passer des courants de Foucault encerclant pratiquement le flux ou la par tie de flux que ces diverses feuilles sont destinées à capter; c. La feuille de captage de flux est disposée de manière à intercepter le flux à capter, pratiquement perpendiculairement, d. Le dispositif de captage de flux est constitué d'une feuille disposée parallèlement aux lignes du flux à capter, mais constituant, ou pourvue, des parcours conducteurs pour le passage de courants de Foucault dans des plans pratiquement perpendi culaires au sens de ce flux; f. La feuille de captage de flux a la forme décrite en référence aux figures 4 b et 4 c des des sins annexés; g. La feuille de captage de flux a la forme dé crite en référence aux figures 4 d et 4 e des des sins annexés; h. Le dispositif de captage de flux a la forme décrite en référence aux figures 4 f et 4 g des des sins annexés; i. Le dispositif a la forme décrite en référence aux figures <I>4 j</I>et<I>4 k</I> des dessins annexés; j. Il a la forme décrite en référence aux figures 5 et 6 des dessins annexés; k. Ii prend la forme décrite en référence aux figures 7 et 8 des dessins annexés;

1. II a la forme décrite en référence aux figures 9 et 10 des dessins annexés; m. Le dispositif de captage de flux est constitué par une feuille formé de fils ou de bandes con ductrices.