1VIétadyne amplificatrice On sait que les métadynes sont des machi nes électriques comportant un stator, un rotor, ou induit, muni d'un collecteur formé de lames conductrices séparées par. un isolant et reliées à des points équidistants de l'induit, le nombre des balais qui frottent sur ce collecteur étant supérieur à deux par paires de pôles du stator, contrairement à la disposition normale adoptée dans les machines dynamo-électriques.
Les métadynes peuvent fonctionner comme génératrices, comme motrices, ou comme transformatrices, c'est-à-dire que; dans ce der nier cas, la puissance électrique appliquée à l'une des paires de balais se retrouve sur l'autre paire de balais avec des caractéristiques diffé rentes.
Dans une métadyne amplificatrice, le cou rant à amplifier traverse l'un. des enroulements du stator, appelé enroulement signal , - ou enroulement pilote , tandis que le courant amplifié traverse l'induit ou rotor.
La présente invention a pour objet une mé- tadyne amplificatrice assurant l'amplification de la tension, ou du courant, avec une très grande fidélité. Cette machine fonctionne sans avoir besoin de moteur d'entraînement, ce qui est un avantage appréciable dans un. grand nombre de cas qui se présentent en pratique.
Les métadynes amplificatrices déjà connues présentent un sérieux inconvénient du fait que, lorsque les courants à amplifier deviennent par- ticulièrement faibles, le champ inducteur créé par ces courants tend vers zéro ; l'effet du ma gnétisme rémanent des inducteurs, ou stator; devient alors prépondérant et- masque l'effet provenant des ampères-tours des courants à amplifier.
Au cas où n enroulements sont bobinés sur le stator, en désignant par<I>i1, i2, i3 ... in,</I> les cou rants dits pilotes qui parcourent respective ment ces enroulements et Ib le courant secon daire engendré par l'action des courants i1;
i2, i3 <I>... in</I> dans la métadyne, on peut écrire l'équa tion <I>(1)</I> lb <I>=</I> kli1 -I- k2i2 -I- <I>...</I> knin, dans laquelle<I>k1,</I> k2, k3 <I>...</I> kn sont des constan tes dépendant des bobinages du stator; des di mensions et de la perméabilité du circuit ma gnétique de ce stator, etc.
D'après les remarques précédentes, on voit que la fonction, représentée par l'équation (1), cessera d'être linéaire dès que l'effet du magné tisme rémanent l'aura emporté sur l'effet des ampères-tours créés par les courants pilotes 11, Z2l Z3 #.. <I>in.</I>
L'inconvénient qui en résulte -est d'une im portance considérable, en particulier quand la métadyne est utilisée pour commander des ca nons, par exemple, puisque c'est précisément lorsque le courant provenant de ladite méta- \dyne, c'est-à-dire le courant II" atteint une va- leur voisine de zéro, qu'il est nécessaire d'ap porter le maximum de précision aux réglages.
La métadyne amplificatrice, objet de la présente invention, dont les balais primaires sont destinés à être connectés à une source de tension constante, est caractérisée par le fait qu'elle est munie d'enroulements de contrôle et d'un enroulement shunt, branché aux bornes des balais primaires, qui crée, entre ces balais, une force électromotrice induite, ledit enroule ment shunt ayant pour but de maintenir;
dans le circuit magnétique de la métadyne, un flux important, même lorsque les enroulements de contrôle engendrent un .champ nul, de façon à éliminer les erreurs provenant de l'hystérésis du circuit magnétique susdit, et à assurer une plus grande fidélité de l'effet amplificateur produit par cette métadyne.
Le dessin annexé représente, d'une part, une métadyne connue et, d'autre part, d'es for mes d'exécution de l'invention, données à titre d'exemple.
La fig. 1 reproduit le schéma d'une méta dyne amplificatrice classique, d'un type bien connu. Les fig. 2, 3 et 4 représentent les schémas de trois formes d'exécution de la métadyne sui vant l'invention.
Dans ces diverses figures, 1 désigne le rotor d'une métadyne ; 2 et 12 la charge qui peut être, par exemple, constituée par l'enroulement d'excitation d'un alternateur ; 3, 4,, 5, 6 et 7 les enroulements bobinés sur le stator de la métadyne ; 8 une machine régulatrice, destinée à entrainer cette métadyne à vitesse constante, avec son circuit d'excitation 11 ; 9 un autre enroulement du stator; 10 le réseau avec ses bornes de polarités différentes x et y ; 13 un volant destiné à régulariser la marche de la mé- tadyne et, enfin, 14 également un enroulement statorique ;
les balais primaires sont désignés par<I>a</I> et c et les balais secondaires par<I>b</I> et<I>d.</I>
La fig. 1 représentant une métadyne ampli- ficatrice connue à deux lignes de balais, n'a pas besoin d'explications spéciales. Parmi ses enroulements statoriques 3, 4, 5, 6 et 7, cette machine possède notamment un enroulement 4 destiné à être traversé par un courant pilote, et un enroulement 5 traversé par le courant de charge, servant à compenser le flux créé par ; ce dernier à travers l'induit de la machine.
La fig. 2 représente, par contre, une forme d'exécution de la métadyne, objet de l'inven tion. Cette métadyne est accouplée à une ma chine régulatrice de vitesse 8, à excitation ; shunt, dbnt le circuit inducteur est indiqué en 11.
L'enroulement statorique 9 de la métadyne est un enroulement dit régulateur produi sant un champ dont l'axe magnétique coïncide avec l'axe de commutation des balais primaires a, c, cet enroulement 9 étant traversé par le courant alimentant la machine régulatrice et servant, suivant une disposition bien connue, à maintenir constante la vitesse de rotation de la métadyne.
D'autre part, l'enroulement statorique 3, branché aux bornes des balais primaires, se comporte comme l'enroulement inducteur nor mal d'une machine à courant continu. Il donne donc naissance, dans l'induit de cette machine, à une force électromotrice, le champ ainsi en gendré ayant une direction perpendiculaire à l'axe de commutation des balais primaires, cet enroulement créant des ampères-tours tels que la force électromotrice, induite entre les balais primaires et due à ces ampères-tours, est ap proximativement égale à la tension de la ligne.
Cet enroulement 3 a pour but de laisser sub sister, dans le circuit magnétiqué de la méta- dyne, un flux important, même quand les en roulements de contrôle donnent un signal nul. Cela élimine le gros défaut des métadynes am- plificatrices avec balais primaires en court- circuit pour lesquelles l'erreur, due à l'hysté- résis du fer est très grande au voisinage du signal zéro,
alors que c'est autour de la valeur nulle qu'on exige d'habitude- une plus grande précision et une plus grande fidélité ; on amé liore ainsi la fidélité de l'amplification obtenue avec cette métadyne.
Dans le cas de cette fig. 2, la charge, qui peut être constituée, par exemple, par l'enrou lement inducteur d'un alternateur, est intro duite directement dans le circuit secondaire de ladite métadyne et en série avec l'enroulement 5 du stator de cette métadyne.
Il n'en est pas de même, en ce qui con cerne la charge, dans le cas de la fig. 3, cette charge étant, cette fois, répartie en deux sec tions 2 et 12, intercalées respectivement entre l'un des conducteurs du réseau à tension cons tante et l'un des balais secondaires<I>b</I> ou<I>d.</I>
Sur cette figure, un seul enroulement pilote 4 a été représenté et la fonction des autres en roulements statoriques 3, 5 et 9 est exactement la même que dans le cas de la fig. 2, le rôle de l'enroulement 3 étant de créer dans le circuit magnétique de la métadyne un flux important, même quand les enroulements de contrôle donnent un signal nul. Le rôle de l'enroule ment 5, qui est traversé par le courant de charge, consiste à compenser partiellement ou complètement le flux créé par le courant de charge à travers l'induit.
Le schéma de la fig. 3 présente l'avantage que la métadyne 1 peut être de dimensions identiques à celles de la métadyne de la fig. 2, quand chacune des charges 2 et 12 est du même ordre que la charge 2 de la fig. 2.
L'augmen tation de la capacité de la puissance réglée par la métadyne, ainsi obtenue à l'aide du schéma de la fig. 3 est due au fait que les charges 2 et 12 sont partiellement alimentées par le ré seau 10 et que, par conséquent, la métadyne amplificatrice fournit seulement une partie du courant absorbé par la charge, tandis que, dans la forme d'exécution de la fig. 2, 1a métadyne doit fournir, au contraire, la totalité du courant absorbé par la charge 2.
La fig. 4 représente un schéma analogue à celui de la fig. 2, la seule différence étant que la machine régulatrice 8 et l'enroulement régu lateur 9 ont été omis et sont remplacés par un enroulement statorique 14 branché aux bornes des balais secondaires<I>b</I> et<I>d</I> et dont l'axe ma gnétique est dans la direction des balais primai res a, c. En outre, dans cette forme d'exécu tion, la métadyne est munie d'un volant 13 destiné à stabiliser sa vitesse. L'enroulement 14 branché aux bornes des balais secondaires <I>b et d</I> est agencé pour produire un couple sta bilisateur.
L'enroulement statorique 5, mentionné plus haut, est représenté aux fig. 2 et 3, mais non à la fig. 4. Cet enroulement joue un rôle impor tant du point de vue de l'amplification, cepen dant, dans le cas où une faible amplification seulement est nécessaire, il peut être omis, comme indiqué à la fig. 4.