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CONVERTISSEUR ELECTRIQUE DE FREQUENCE.
Cette invention concerne un convertisseur électrique de fréquence, apte à transformer des courants électriques à fréquence normale en des courants haute fréquence, de l'ordre de 200 - 4000 périodes.
Ce convertisseur peut être appliqué partout où il est nécessaire de disposer de courants haute fréquence, par exemple pour actionner des moteurs à des vitesses élevées (20.000-200.000 tours par minute), ainsi que dans le champ de la téléphonie, des radio-communications, des commandes à distance des cabines des secteurs de distribution d'énergie électrique, etcooo
La caractéristique principale du convertisseur consiste en ce qu'il constitue un groupe compact comportant un moteur, un générateur et des organes de réglage agencés coaxialement et formant un groupe unique pouvant être transporté ou installé dans le bâti. de machines opératrices.
Les caractéristiques particulières du convertisseur résulteront de la description suivante et des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple indicatif et non pas limitatif, une réalisation ,de l'invention.
La figure 1 montre le schéma électrique du convertisseur, la figure 2 en est une vue en coupe verticale axiale, la figure 3 en est une vue en plan, et la figure 4 est une vue de face partielle de l'une des coupes constituant le rotor du générateur haute fréquence.,
Au schéma montré à la figure 1, M indique un moteur asynchrone triphasé, alimenté par la ligne à fréquence normale (secteur ) et actionnant mécaniquement un générateur G haute fréquence.
L'enroulement du stator du moteur M est muni de prises auxiliaires intermédiaires 3, à travers lesquelles est alimenté un redresseur à pont 4, qui n'est pas nécessairement triphasé, ayant l'un de ses pôles relié à la masse et l'autre relié., par l'intermédiaire
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de deux résistances en série 5 et 6 et d'un balai 7 à la bobine d'inducteur du générateur G dont l'induit fixe est indiqué par 8ao Les prises auxiliaires intermédiaires 3 permettent d'utiliser le moteur aussi comme auto-transformateur.
Le courant, tel qu'il est fourni à la bobine d'inducteur 8, est réglé au moyen d'un régulateur R constitué par deux paires de bi-lames 9-10 et 11-12. La paire de lames 9, 10 est shuntée sur la résistance 5 et la paire 11-12 est shuntée sur la résistance 60 De plus, les lames 10 et 12 sont reliées électriquement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un pont électrique 13.
Les deux paires de bi-lames du régulateur sont montées iso-orientées, c'est-à-dire de façon à fléchir toutes les deux vers la gauche ou vers la droite en même temps, par effet de variations de la température ambiante, en maintenant inaltérée la distance réciproque des contacts respectifs, soit qu'elles se déplacent vers la droite, soit qu'elles se déplacent vers la gau- che.
L'induit 8a du générateur G débite un courant haute fréquence biphasé AF, dont les phases sont indiquées par 1 et 2. La phase 2 parcourt les lames 10 et 12 et la connexion électrique 13 du régulateur R, de façon à provoquer le réchauffement des lames 10 et 12 et leur déformation, en formant successivement les contacts entre les lames 9 et 10 et entre les lames 11 et 12 du régulateur.
A la marche à vide, les contacts entre les deux paires de lames du régulateur sont ouverts tous les deux, et le courant continu d'alimentation de la bobine d'inducteur 8 est minimum, les résistances 5 et 6 étant connectées toutes les deux. Au fur et à mesure que la charge sur la ligne d'utilisation haute fréquence augmente,le réchauffement des lames 10 et 12, parcourues par ce courant, provoque tout d'abord la fermeture du contact entre les lames 9 et 10 et, par conséquent, la mise en court-circuit de la résistance 5. Le courant parcourant la bobine 8 augmente, puisque ce n'est plus que la résistance 6 qui est insérée. La charge sur la ligne d'utilisation augmentant davantage, les contacts 11-12 se ferment également et la résistantce 6 est mise en court-circuit, de manière que le courant parcourant la bobine 8 augmente encore.
D'après la réalisation montrée aux figures 2, 3 et 4, le conver- tisseur est contenu dans une enveloppe cylindrique 15, munie d'une base 16 et d'un couvercle 17 A l'intérieur du corps cylindrique est prévu un arbre vertical 18,supporté à ses extrémités par des paliers à roulement 20 et 21.
L'arbre 18 porte un rotor 22, en regard d'un feuilletage de stator 23 du moteur M et, à sa partie inférieure, un rotor du générateur G, comportant deux coupes 24 et 25, munies à leur périphérie d'une série d'évidements 26 formant des dents 27. Les deux coupes sont agencées d'une manière telle qu'elles sont en prise réciproque par leurs dents 27 et forment un évidement intérieur, dans lequel est agencée la bobine d'inducteur 8, dont l'axe géométrique coincide avec l'axe géométrique de l'arbre 18. Le fait que cette bobine est unique et agencée axialement assure la résistance maximum aux sollicitations centrifuges.
Le circuit magnétique du rotor du générateur se ferme entre les deux coupes 24 et 25 et l'arbre 18, ce qui permet de réaliser une construction compacte"utilisant intégralement l'espace et la matière magnétique, et avec une économie considérable de puissance d'excitation. A l'extérieur du rotor est agencé un feuilletage de stator 29 porté par l'enveloppe 15 par l'intermédiaire d'un étui 330
A l'extrémité supérieure de l'arbre 18 est disposé un balai axial 7 coulissant sous l'action d'un ressort 35 dans un étui 36 porté par une plaque isolante 31 se superposant au couvercle 17 ; le balai 7 coopère avec un contact tournant 30 relié, par l'intermédiaire d'un fil 34, à la bobine d'inducteur 8, dont le pôle relié à la masse est lié électriquement aux roulements à billes.
Sur la plaque 31 sont agencés les autres appareillages électriques, à savoir : le régulateur R, le redresseur à pont 4, les résis- tances 5 et 6 et deux planchettes de bornes de jonction opposées pour le- câ-
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blese à fréquence normale BF d'alimentation du moteur et pour les câbles haute fréquence AF de la ligne d'utilisation.
A l'extrémité inférieure de l'arbre 18 peut être appliqué, le cas échéant, un compresseur pour produire de l'air compriméo
Suivant l'exemple décrit ci-dessus les lames 10 et 12 du régula- teur R sont parcourues directement par le courant de charge ; ellespourraient, le cas échéante être réchauffées indirectement par des spirales montées en série en dérivation.
De même, l'induit du générateur pourrait être monophasé ou triphasé au lieu de biphasé. Le moteur pourrait être à courant continu au lieu d'ê- tre asynchrone ; convient alors également d'utiliser des prises intermédiai- res pour l'alimentation de la bobine d'inducteur.
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R E v E I D I C A T I T S
1.- Convertisseur électrique de fréquence, caractérisé en ce qu'il comporte un groupe compact comprenant un moteur, un générateur et des organes de réglage agencés coaxialement et formant un groupe unique pouvant être transporté ou installé dans le bâti de machines opératrices.
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FREQUENCY ELECTRIC CONVERTER.
This invention relates to an electric frequency converter capable of transforming electric currents at normal frequency into high frequency currents, of the order of 200 - 4000 periods.
This converter can be applied wherever it is necessary to have high frequency currents, for example to drive motors at high speeds (20,000-200,000 revolutions per minute), as well as in the field of telephony, radio-communications, remote controls for cabins in the electrical energy distribution sectors, etcooo
The main characteristic of the converter consists in that it constitutes a compact group comprising a motor, a generator and regulating members arranged coaxially and forming a single group which can be transported or installed in the frame. of operating machines.
The particular characteristics of the converter will result from the following description and from the appended drawings which represent, by way of indicative and not limiting example, one embodiment of the invention.
Figure 1 shows the electrical diagram of the converter, Figure 2 is a view in vertical axial section, Figure 3 is a plan view, and Figure 4 is a partial front view of one of the sections constituting the high frequency generator rotor.,
In the diagram shown in FIG. 1, M indicates a three-phase asynchronous motor, supplied by the line at normal frequency (mains) and mechanically actuating a high frequency generator G.
The winding of the stator of the motor M is provided with intermediate auxiliary sockets 3, through which is supplied a bridge rectifier 4, which is not necessarily three-phase, having one of its poles connected to ground and the other connected., via
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two resistors in series 5 and 6 and a brush 7 to the inductor coil of generator G, the fixed armature of which is indicated by 8ao. The intermediate auxiliary taps 3 allow the motor to be used also as an auto-transformer.
The current, as supplied to the inductor coil 8, is regulated by means of a regulator R constituted by two pairs of twin-blades 9-10 and 11-12. The pair of blades 9, 10 is shunted on resistor 5 and the pair 11-12 is shunted on resistor 60 In addition, blades 10 and 12 are electrically connected to each other via a electric bridge 13.
The two pairs of bi-blades of the regulator are mounted iso-oriented, that is to say so as to both bend to the left or to the right at the same time, due to variations in the ambient temperature, in maintaining unaltered the reciprocal distance of the respective contacts, either that they move towards the right, or that they move towards the left.
The armature 8a of generator G delivers a two-phase high-frequency current AF, the phases of which are indicated by 1 and 2. Phase 2 runs through the blades 10 and 12 and the electrical connection 13 of the regulator R, so as to cause the heating of the blades 10 and 12 and their deformation, successively forming the contacts between the blades 9 and 10 and between the blades 11 and 12 of the regulator.
On no-load operation, the contacts between the two pairs of regulator blades are both open, and the direct current supplying the inductor coil 8 is minimum, the resistors 5 and 6 both being connected. As the load on the high frequency use line increases, the heating of the blades 10 and 12, through which this current flows, first of all causes the contact between the blades 9 and 10 to close and, consequently , the short-circuiting of the resistor 5. The current flowing through the coil 8 increases, since it is only the resistor 6 which is inserted. As the load on the load line increases further, contacts 11-12 also close and resistor 6 is short-circuited, so that the current flowing through coil 8 increases further.
According to the embodiment shown in Figures 2, 3 and 4, the converter is contained in a cylindrical casing 15, provided with a base 16 and a cover 17 Within the cylindrical body is provided a vertical shaft. 18, supported at its ends by rolling bearings 20 and 21.
The shaft 18 carries a rotor 22, facing a stator lamination 23 of the motor M and, at its lower part, a rotor of the generator G, comprising two cups 24 and 25, provided at their periphery with a series of 'recesses 26 forming teeth 27. The two cups are arranged in such a way that they are in reciprocal engagement by their teeth 27 and form an internal recess, in which is arranged the inductor coil 8, whose axis geometric coincides with the geometric axis of the shaft 18. The fact that this coil is unique and arranged axially ensures maximum resistance to centrifugal stresses.
The magnetic circuit of the generator rotor closes between the two cuts 24 and 25 and the shaft 18, which allows a compact construction to be achieved "using all the space and the magnetic material, and with a considerable saving in power. On the outside of the rotor is arranged a stator lamination 29 carried by the casing 15 by means of a case 330
At the upper end of the shaft 18 is disposed an axial brush 7 sliding under the action of a spring 35 in a case 36 carried by an insulating plate 31 superimposed on the cover 17; the brush 7 cooperates with a rotating contact 30 connected, by means of a wire 34, to the inductor coil 8, the pole of which connected to the ground is electrically connected to the ball bearings.
On the plate 31 are arranged the other electrical equipment, namely: the regulator R, the bridge rectifier 4, the resistors 5 and 6 and two opposite junction terminal boards for the cable.
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bese at normal frequency BF of the motor power supply and for the high frequency cables AF of the use line.
At the lower end of the shaft 18 can be applied, if necessary, a compressor to produce compressed air.
Following the example described above, the blades 10 and 12 of the regulator R are traversed directly by the charge current; they could, if necessary, be heated indirectly by spirals mounted in series in bypass.
Likewise, the armature of the generator could be single phase or three phase instead of two phase. The motor could be direct current instead of asynchronous; In this case, it is also advisable to use intermediate sockets for supplying the field coil.
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R E v E I D I C A T I T S
1.- Electric frequency converter, characterized in that it comprises a compact group comprising a motor, a generator and adjusting members arranged coaxially and forming a single group which can be transported or installed in the frame of operating machines.