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Machine à courant continu à champ transversal, . avec intensité de courant de court-circuit réglable.
La machine à courant continu connue sous le nom de "machine à champ transversal",, possède deux paires de balais au collecteur. Les balais de la première paire se trouvent dans la zone neutre et sont directement reliés l'unà. l'autre par un conducteur de faible résistance'. Les balais de la deuxième paire sont décalés de 90 par rapport aux balais de la première paire ; ils touchent donc les points du collecteur qui correspondent aux centres des pô- les excitateurs.
Le courant est tiré de l'induit par les balais de la deuxième paire ; ce courant est induit par.le "champ transversal", champ qui traverse l'induit transver- salement à l'axe des pôles excitateurs, qui se ferme' dans les pièces polaires des p8les excitateurs, et qui est en- gendré par l'enroulement d'induit court-circuité au moyen des balais de la première paire, lorsque cet enroulement
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tourne dans le champ des pôles excitateurs.
La présente invention a pour but, d'établir uhe machine à courant continu à champ transversal de manière qu'elle puisse être réglée, par voie purement électrique, à savoir par simple changement de son excitation, même d;un point distant, pour les' divers chemins de courant de court-circuit, qui sont nécessaires lorsque la machine doit être employée comme génératrice de courant d'une ins- tallation de soudage à l'arc lumineux.
Dans le fonctionnement d'une installation de ce genre, il faut choisir, suivant le cas, une intensité de courant de soudage de grandeur différente, et ce suivant la nature, notamment suivant l'épaisseur, de la pièce d'ou- vrage. Comme la génératrice de courant, qui alimente un 'arc lumineux de soudage, fonctionne presque complètement court-circuitée, un changement de l'état de la génératrice de courant, modifiant son intensité de courant de court- circuit, est un moyen utilisable, connu des spécialistes, pour régler l'intensité du courant de soudage.
Mais dans la machine à courant continu à champ transversal, avec montage en série de l'enroulement excita- teur, ce moyen n'est pas utilisable du. fait qu'on modifie l'action de l'enroulement excitateur par exemple par dé- placement d'une résistance parallèle ou par conjonction ou disjonction de spires. En effet, dans ce mode de réglage, le rapport entre la tension aux bornes de la machine et l'intensité de courant, rapport désigné comme'caractéris- tique de charge, devient d'autant plus défavorable que l'intensité de courant de court-circuit baisse au-dessous de la valeur maxima réalisable; lorsqu'on la règle pour de faibles intensités de courant de court-circuit, la machine ne fournit plus la tension aux bornes nécessaire pour l'opé- ration de soudage.
'Mais on peut, avec une machine à courant continu et .à champ transversal construite conformément à la présente
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invention, procéder, par changement de l'excitatin, a un réglage de l'intensité de courant de court-circuit ne com- portant pas les inconvénients mentionnés, Dans cette ma- chine, l'enroulement excitateur se compose de deux parties, à savoir un enroulement excitateur principal disposé de la manière usuelle, et un enroulement excitateur auxiliaire, qui est disposé sur des chemins magnétiques auxiliaires, contenant du fer, situés à l'extérieur de l'enroulement . excitateur principal et connectés chacun aux pièces polai- res de deux pôles excitateurs principaux de signe contrai- re.
Cet enroulement excitateur divisé est couplé de manié- re que, dans les chemins magnétiques auxiliaires, les for- ces magnétomotrices de l'enroulement excitateur auxiliaire sont dirigées en sens contraire des flux magnétiques que l'enroulement excitateur principal tend à faire passer par les chemins auxiliaires; de plus, l'enroulement excitateur est pourvu d'un dispositif de réglage qui permet de modifier à volonté le rapport d'intensité des forces'magnétomotrices de l'enroulement excitateur auxiliaire et de l'enroulement excitateur principal.
Dans'la mise en oeuvre pratique de l'invention, l'enroulement excitateur principal est monté en série avec l'induit. L'enroulement excitateur auxiliaire pourrait être alimenté d'une autre source de courant, mais il est avantageux de conduire, à cet enroulement aussi, le courant de l'induit de la machine.
On obtient la forme de réalisation de l'inven- tion la plus simple et la plus appropriée pour l'utilisa- tion pratique, lorsqu'en cas de montage série de l'ensemble de l'enroulement excitateur avec l'induit de la machine, l'enroulement excitateur principal et l'enroulement excita- teur auxiliaire sont couplés en parallèle et qu'on dispose un rhéostat dans la branche de l'enroulement excitateur auxiliaire.
L'invention sera plus explicitement décrite en se
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reportant aux exemples représentés sur les dessins ci- joints.
Les fig.: 1, 2 et 3 sont des vues schématiques de machines à courant continu à champ transversal bipolai-' res qui diffèrent entre elles par la disposition différen- : te des chemins magnétiques auxiliaires et de l'enroulement excitateur auxiliaire.
Les fig. 4 et 5 représentent, suivant un exemple de construction, une partie d'un pôle d'une machine établie d'après le schéma de la fig. 3. La fig. 4 est une coupe le long de la surface cylindrique suivant A-B de la fig.
5. La,fig, 5 est une coupe suivant le plan C D de la fig. 4.
Dans les dessins, 1 désigne l'induit, 2 le col- lecteur ; 3 et 4 désignent les balais se trouvant dans la zone neutre, balais qui sont directement reliés l'un à l'au- tre par le conducteur 5, et 6 et 7 désignent les balais par lesquels le courant est tiré de l'induit.
L'enroulement excitateur principal se compose des bobines El et E2, qui sont montées de la manière usuelle sur les corps 8a, 9a, des pôles 8,9 de la carcasse ma- gnétique bipolaire. Ces pôles sont appelés, en tant que porteurs de 1'enroulement excitateur principal, "pôles excitateurs principaux". Leurs pièces polaires sont dési- gnées par 8b et 9b. 10 désigne la culasse de la carcasse magnétique.
L'enroulement excitateur principal est monté en série avec l'induit. Le chemin du courant passe du balai
6 par le conducteur 11, la bobine E1,le-conducteur 12, la bobine E2,le conducteur 13, à la pièce d'ouvrage par l'arc lumineux 15, puis par le fer à souder 16, le conduc- teur 17, au balai 7.
Dans la machine de la fig. 1, on a monté, entre les pièces polaires 8b et 9b et la classe 10,les noyaux de fer h , h ,h h . Les noyaux. et h forment
EMI4.1
-1 -2 -3 -4 yaux 1 il-2 f -2
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conjointement avec la culasse 10 un chemin magnétique auxiliaire,,qui se trouve à l'extérieur de l'enroulement excitateur principal E1,E2, et qui est relié par une extrémité à -La pièce polaire 8b et par l'autre extrémité à la pièce polaire 9b. Un chemin magnétique similaire est formé par les noyaux h3 et h conjointement avec la culasse 10.
L'enroùlement excitateur auxiliaire se compose des bobines e1, e2, e3, e4, qui sont disposées sur les noyaux h1, h2, h3, h4. Ces bobines sont montées entre elles en série et sont montées toutes ensemble en parallê- le à l'enroulement excitateur principal E1,E2. Le che- min de courant passe du conducteur 11 par le conducteur 18, la bobine e3, le conducteur 19, la bobine e1, le conducteur 20, le régulateur 21, le conducteur 22, la bobine e2,le conducteur 23, la bobine e4 les conducteurs 24 et 25, au conducteur 13. L'en- roulement excitateur auxiliaire se trouve, de même que l'enroulement excitateur principal, en série avec l'induit.
Mais il pourrait aussi être disposé comme enroulement shunt. Dans ce but, il faudrait couper le conducteur 25 et connecter le conducteur 24 par le conducteur 26 au conducteur 17.
Les bobines de l'enroulement excitateur sont connectées de manière que, avec une polarité positive du balai 6, les forces magnétomotrices ont les directions de flèches représentées à l'intérieur des bobines. Les bobi- nes c1 et c2 agissent dans le même sens sur le chemin auxiliaire constitué par les noyaux hl , h et la culasse; de même, les bobines e3 et e4 agissent dans le même sens sur le chemin auxiliaire constitué par les noyaux h3 h3 et la culasse. Dans les deux chemins auxiliaires, ce sens est opposé à la direction suivant lquelle les forces magnétomotrices de l'enroulement excitateur principal
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tendent à faire passer un flux magnétique par les chemins auxiliaires.
Dans la machine de la fig. 2, les chemins ma- gnétiques auxiliaires sont formés par les noyaux h5 et h6, qui recouvrent les intervalles entre les pièces polai- res 8b et 9b, L'enroulement excitateur auxiliaire se com- pose des deux bobines et et e6 , qui sont disposées sur les noyaux h5 et h6. Ces bobines sont couplées en série entre elles et toutes deux conjointement en parallèle à 1enroulement excitateur principal.
Le chemin de courant de l'enroulement excitateur auxiliaire passe du conducteur 11 par le conducteur 18, la bobine e6' le conducteur 27, la bobine e5' le conducteur 28; le régulateur 21, les conducteurs 29 et 30, au conducteur 13, car l'enroule- ment excitateur auxiliaire est monté comme enroulement sé rie, Le chemin de courant passe par les conducteurs 29 et 31, après interruption du conducteur 30, au conducteur 17 lorsque l'enroulement excitateur auxiliaire est couplé com- me enroulement shunt,
Les directions des forces magnétomotrices des bo- bines excitatrices sont de nouveau indiquées par des flè- ches, en supposant que le balai 6 possède une polarité' positive.
Dans la machine d'après la fig. 3', un chemin au- xiliaire comprend la culasse 10 et les noyaux de fer h7, l'autre chemin la culasse et les noyanx de fer h9 et h10 Lesnoyaux -le fer h7 et h8 sont montés entre la cu- lasse et la pièce polaire 8b, de manière à se trouver à l'extérieur de la bobine E1 de l'enroulement excitateur principal. Les noyaux h8 et h10 sont montés entre la culasse et la pièce polaire 9b de manière à se trouver à l'extérieur de la bobine E2 de l'enroulement excitateur principal. L'enroulement excitateur auxiliaire se compose des deux bobines e7 et e8; la première enveloppe les 'noyaux de fer h7, h9,le corps 8a duopole excitateur
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principal et la bobine E1 de l'enroulement excitateur principal.
La deuxième enveloppe les noyaux de fer h8 et h10' le corps 9a du pôle excitateur principal et la bobine E2 de l'enroulement excitateur principal.
. Le couplage des bobines e7 et e8 correspond au couplage des bobines e6et e5 de la fig. 2. Les bobines e7 et e8 sont connectées de manière que leurs forces magné- tomotrices, indiquées par des flèches en pointillé, eht dans l'espace les mêmes directions que les forces magnéto- motrices des bobines excitatrices principales, qui sont in- diquées par des flèches en traits pleins, toujours en sup- posant que le balai 6 possède une polarité positive. Dans cette disposition aussi, la direction des forces magnétomo- trices, par lesquelles l'enroulement excitateur auxiliaire agit sur les noyaux de fer h7,h8, h9, h10.des chemins auxiliaires, est opposée à la direction suivant laquelle l'enroulement excitateur principal tend à faire passer des flux magnétiques à travers ces noyaux de fer.
Dans le service de cette machine, il suffit, pour changer l'intensité de courant de court-circuit, de manoeu- vrer le régulateur dans la branche de l'enroulement excita- teur auxiliaire. Si la résistance est grande dans cette branche, de sorte que l'enroulement excitateur auxiliaire ne conduit qu'un faible courant, l'intensité de courant de court-circuit de la machine est faible. Elle adopte des valeurs plus élevées lorsque, par manoeuvre du régulateur. on enlève de la résistance à la branche de l'enroulement excitateur auxiliaire.
Dans la construction du pôle 8 de la machine de la fig..3, construction représentée sur les fig. 4 et 5, les noyaux h7 et hg des chemins magnétiques auxiliaires sont établis comme parties du pôle. Le p8le est en tôles empilées et est fixé sur la culasse 10 au moyen de vis 32 dont le taraudage se trouve dans le corps 9a et dans les parties h7 et h9. Entre le pôle et la culasse on a
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intercalé, sur les .surfaces ,de siège du pôle, des tôles
33. En.changeant le.nombre de ces tôles;' qui, suivant be- soin, peuvent être en matière magnétique ou non magnétique, on peut régler l'entrefer à l'induit- 1 et les résistan- ces des chemins magnétiques dans la carcasse magnétique,
La pièce polaire 8b comporte au milieu une rai- nure 8c.
Elle sert à affaiblir le champ dans la portée de commutation du balai 6 et à améliorer ainsi la commu- tation.
La présente invention est susceptible d'autres formes de réalisation ; notamment.le couplage de 1!enrou- lement excitateur divisé peut être modifié de diverses manières par rapport au couplage qui a été choisi pour les exemples décrits. Comme dispositifs de réglage, on peut' employer non-'seulement des rhéostats, mais aussi des in- terrupteurs pour la conjonction et la disjonction de par- ties de bobines, ou de bobines entières.
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