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Machine électrique amplificatrice à collecteur demande de Brevet Français en sa faveur du 4 Octobre 1946.
On sait qu'en faisant varier la puissance d'exci- tation d'une dynamo dont l'induit est en rotation par rap- port à l'inducteur, on recueille une variation de puissance beaucoup plus grande au bornes de son induit. Le rapport de ces puissances est sensiblement constant lorsque le circuit magnétique n'est pas saturé, 'et il est normalement de l'ordre de 100.
On sait,, d'autre part, qu'on obtient une dynamo .amplificatrice à deux étages,avec la dynamo Ronsenberg dont l'excitation principale est fournie par l'induit lui-même grâce à la mise en court-circuit'de cet induit par deux ba- lais transversaux dont l'axe fait un certain angle avec la ligne neutre de la machine.
L'amplification de ce type de dynamo est le produit de celui de deux dynamos ordinaires, c'est-à-dire 10.000.
Les balais transversaux flottent sur la zone active du collecteur où la différence de potentiel entre lames est maxmum. Il en résulte une mauvaise commutation de ces ba- lais lorsque la tension de fonctionnement ést élevée. Il
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faudrait, dans ce cas, augmenter le nombre de lames du collec- teur, mais on est vite limité dans cette voie par le diamètre élevé qu'il faut donner au collecteur.
La présente invention a pour objet une machine élec- trique à collecteur à grande amplification entre la puissance d'excitation et la puissance recueillie, et ne présentant pas les inconvénients précités (la puissance recueillie, électri- que dans le cas d'une ddynamo, mécanique dans le cas d'un mo- teur, est, naturellement, due à une source extérieure de puis- sance, mécanique dans le cas de la dynamo, électrique dans le cas du moteur).
Cette machine ¯¯Peut être à deux ou plus de deux étages d'amplification, donnant ainsi des amplifications
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de 10 .660;à 1.000.000.
Cette machine,utilisable chaque fois qu'on dispose d'une puissance d'excitation très faible fournie par exemple
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par une cellule phofo-électrique, un récepteur radio, etc... est remarquable notamment en ce qu'elle comporte plusieurs paires de,pôles, un moyen pour produire une dissymétrie élec- tro-magnétique dans le circuit magnétique et des enroulements d'excitation, reliés à deux au moins des balais principaux de même polarité disposés sur des lignes neutres et créant les flux d'excitation par suite de la différence de potentiel créée entre ces balais par la dissymétrie électrique du cir- cuit magnétique.
D'autres caractéristiques résulteront de la des- cription qui'va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple
La fig. 1 est une coupe schématique d'une machine suivant l'invention à deux étages d'amplification;
La fig. 2 est une coupe analogue d'une machine à trois étages d'amplification;
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La fig. 2 est une.coupe analogue d'une machine dans laquelle la dissymétrie électro-magnétique est créée par un moyen mécanique.
Suivant l'exemple d'exécution, représenté à la.fig.1 d'une machine tétrapolaire, 1 représente le circuit magnétique à quatre pièces polaires 1a, lb, 1c, 1d. Dans l'espace/compris à l'intérieur de ce circuit magnétique est disposé un induit bobiné classique qui n'a pas été représenté pour ne pas em- combrerla figure;."' et qui est animé d'un mouvement de rotation relatif par rapport à ce circuit magnétique. Sur les figures sont représentés par des + et des - les sens des courants dus aux différents flux et circulant dans une même couche de con- ducteurs. La machine comporte deux paires de balais principaux 3,4 et 5,6'respectivement de même.polarité et disposés sur des lignes neutres xy et XY.
Entre les balais 3 et 4 de'même polarité sont bran- chées des bobines inductrices 7,8,9,10 assurant l'excitation principale de la machine, en créant des polarités alternées NS NS sur l'induit.
Les balais 5 et 6 sont réunis par une connexion 11
L'excitation est fournie par des bobines, 12,13,14 15 aimantant l'induit suivant l'axe XY et créant des flus #2/2 entre la et 1b d'une part et 1 ' et ld d'autre part, soit un flux #1 suivant l'axe XY de X vers Y, c'est-à-dire'suivant une direction qui coupe la ligne des balais principaux 3,4.
Les bobines sont reliées en série à deux bornes 25 et 26. Un rhéostat 27 ou autre dispositif permet de,faire varier le courant.
Enfin les balais 3 et 5 sont reliés aux bornes 16 et 17 du circuit extérieur.d'utilisation
Le fonctionnement de la machine en générateur est le suivant :
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L'induit disposé en 2, entraîné par un moteur et tournant, par exemple, dans le sens de la flèche f, si on alimente les bobines 12,13,14,15 par un faible courant i il s'ensuit le flux #1 précité, dans l'induit suivant l'axe XY dans le sens de X vers Y. Les conducteurs de l'induit, tour- nant dansce flux #1, sont alors le siège d'un courant dont le sens est représenté en a par + lorsque le courant va de l'avant vers l'arrière de la figure et (en b) par - lorsqu'il va de l'arrière vers l'avant.
Il suffit d'une force électro- motrice très faible pour provoquer un courant I2 appréciable s'échappant par le balai 3 parcourant les bobines 6,7,8,9,la et se fermant au balai 4. Ces bobines donnent le flux prin- cipal #2 à la machine, suivant les axes des pièces polaires, comme dans toute dynamo tétrapolaire normale. L'induit tour- nant dans ce flux est le siège des courants schématisés en c et d, cette fois et fournit alors la tension U et le courant 1 d'utilisation.
Si on augmente le courant i à l'aide, par exemple, du rhéostat 27, le flux] 1 augmente proportionnellement le courant 12 aussi, donc également le flux principal #2 et la, tension U aux bornes de sortie.
Si on diminue le courant i le phénomène inverse a lieu.
Comme on le voit, il y a donc deux amplifacations: une amplification de flux de #1 à #2 l'amplification normale d'une dynamo tournant dans ce flux.
En ce qui concerne le courant de circulation I2
La dynamo se comporte : à gauche de l'axe X Y : en génératrice fournissant une puissance totale U (I + 12) dont UI pour le circuit ex- térieur;
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à droite de 1,'axe XY en génératrice fourni'ssant une puissance U (I - I2) c'est-à-dire en fait en moteur absorbant la puissance UI2.
L'expérience montre que la "rêponse" de la machine est extrêmement rapide.
La machine peut également être utilisée en moteur à condition de la munir d'inducteurs supplémentaires shunt par exemple, figurés en 28.
On suppose que la machine- tourne dans le sens in- verse de la flèche f, alimentée par une source électrique extérieure, et que ces inducteurs supplémentaires donnent un
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fluî j'dans le sens du fluxl/ , de la figure.
Si le courant i des bobines 12,13,14,15 est nul, il n'y aura aucun courant circulant entre les balais 3 et 4. Les bobines 7,8,9,10 ne sont pas-alimentées. La machine fonctionne en poteur normal. Si, au contraire, au moyen- d'un courant i on créé une dissymétrie dans un sens ou dans l'autre, un courant I2 circule dans un sens ou en sens inverse entre les balais 3 et 4 et ajoute ou retranche son action en passant dans les bo- bines 7,8,9,10 de celles des inducteurs supplémentaires 28.
Les modifications de vitesse du moteur sont fonction inverse des modifications de flux ainsi obtenues :
La fig. 2 représente une machine analogue à trois étages d'amplification.
Entre les balais 3 et 4 sont branchées, comme dans le premier exemple, les bobines inductrices 7,8,9,10 assurant l'excitation principale de la dynamo, en créant des polarités alternées NS NS sur l'induit. Les balais 5 et 6 sont réunis par la connexion 11.
Quant à l'excitation primaire elle est fournie par les bobines 12,13,14,15 disposées de manière à aimanter l'in
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duit grâce à un flux/ , suivant de x vers i les lignes de
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force,qui correspondent aux flux#1/@ allant de la pièce po-
2 laire la à la pièce polaire 1d et de la pièce 1b à la pièce le. Le flux #1 coupe donc la direction XY des deux balais principaux 5,6 non reliés aux bobines principales 7,8,9,10.
Le fonctionnement en génératrice est le suivant. La dynamo tournant, par exemple, dans le sens de la. flèche f, on alimente les bobines 12,13,14,15 par un faible courant, il s'ensuit le flux précité dans l'induit suivant l'axe xy. dans le sens de x vers y. Les conducteurs de l'induit sont alors le siège d'un courant dont le sens est représenté sur la couche interne par + lorsque le courant va de l'avant vers l'arrière de la figure et par - morsqu'il va de l'arrière vers l'avant. Il suffit d'une force électromotrice induite très faible pour provoquer un courant I1 appréciable et se fermant par la connexion 11.
Ce courant donne dans l'induit un flux # 2 suivantl'axe XY dans le sens de X vers Y,les lignes de force réunissant, respectivement,les pièces polaires la, 16,et 1d, 1c.
Mais, les mêmes conducteurs tournent dans le flux #2 provoqué par cette aimantation primaire, il s'ensuit une force électromotrice donnant un courant I2 dans l'induit représenté sur la couche du milieu s'échappant par le balai 3 parcourant les bobines 7,8,9,10 et se fermant au balai 4. Ces bobines donnent donc le flux principale à la machine suivant les axes des pièces polaires comme dans toute dyhamo tétrapolaire normale. L'induit tournant dans ce flux # 3 fournit alors la tension d'utilisation T et le courant I aux bornes de sortie 16 et 17.
Des enroulements de compensation 18 sont prévus comme connu en soi, sous les épanouissements polaires pour annuler les réactions d'induit, comme dans les dynamos nor- males. Il sont parcourus obligatoirement par le courant I2
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pour compenser les ampères-tours d'induit qui sont dirigés suivant l'axe yx de y vers x.
Comme dans l'exemple précédent la dynamo se comporte au point de vue du courant de circulation à gauche de l'axe XY : en génératrice fournissant une puissance totale U (I + I2 dont UI pour le circuit extérieur : à droite de l'axe XY, en moteur absorbant la puis- sance UI2.
Enfin, à la fig. 3,- on a représenté une dynamo té- trapolaire analogue à celle de la fig. 1 avec, en plus, deux pies réglables 19 et 20 munis de noyaux filâtes 21 et 22 qui peuvent s'engager plus ou moins,dans les pôles. Ils sont en- traînés en rotation.par des pignons 22 et 23 qui engrènent avec un pignon central de commande 24. Cette machine comporte des enroulements inducteurs supplémentaires*
Le fonctionnement'en génératrice est le suivant :
On suppose que la machine est entraînée par un mo- teur dans le sens de la flèche! et qu'elle est normalement excitée. Si les noyaux 21 et 23 sont vissés à fond, la machine ne présente pas de dissymétrie magnétique, et elle fonctionne comme une dynamo ordinaire.
Si on dévisse les noyaux 21 et 22, on établit une dissymétrie par rapport à l'axe XY et il en résulte une tension entre les balais 3 et $,.elle établit le courant de circula- tion dans les bobines 7,8,9,10 qui renforceront le flux prin- cipal d'où une augmentation de tension de la machine.
Naturellement l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été donisis qu'à titre d'exemple.