Brevet FR2415895A1 — publié le 19790824

La présente invention concerne le générateur de courant alternatif entraîné par un couple moteur indépendant de l'intensité du courant traversant son induit tournant. Le générateur à induit tournant donne un couple résistant qui croît avec l'intensité du courant traversant son induit tournant. Le générateur de courant alternatif de la présente invention peut tourner d'une façon indépendante de l'intensité du courant traversant les bobines de son induit tournant. La carcasse de l'inducteur fixe est formée par un empilement de tôles égales entre elles. Cette carcasse de forme régulière possède deux n plus vingt pôles ayant la forme d'un té, égaux entre eux et séparés par des encoches égales entre elles et n est un nombre entier égal ou supérieur à zéro. Les surfaces limitant les fonds des encoches sont situées sur une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de rotation du générateur. Les surfaces limitant les sommets des pôles sont situées sur-une autre surface cylindrique plus petite que la précédente et également de révolution autour de l'axe de rotation du générateur. Les bobines identiques entre elles portées par les pôles de la carcasse de l'inducteur fixe sont reliées en série par leurs extrémités pour former un circuit fermé de l'inducteur. Le distributeur invariablement lié à la carcasse de l'inducteur fixe est formé par des lames conductrices égales entre elles. Le nombre de ces lames conductrices est égal au nombre de pôles de la carcasse de l'inducteur fixe. Ces lames conductrices ont une facette cylindrique et elles sont séparées par des intervalles égaux occupés par un isolant électrique. Les facettes cylindriques de ces lames conductrices sont situées sur une même surface cylindrique de révolution autour de l'axe de rotation du générateur. Ces lames conductrices sont placées dans les directions des pôles de façon que le plan de symétrie d'un pôle passant par l'axe de rotation du générateur soit aussi le plan de symétrie d'une lame conductrice du distributeur située du même côté que ce pôle par rapport à cet axe de rotation. Chaque lame conductrice du distributeur est reliée par un conducteur à une même extrémité de la bobine portée par le pôle de l'inducteur situé dans la direction de cette lame conductrice et du morne côté que cette lame conductrice par rapport à l'axe de rotation du générateur. La carcasse de l'induit tournant est formée par un empilement de tôles égales entre elles. Elle possède deux dents prismatiques symétriques par rapport à l'axe de rotation et quatre dents prismatiques coudées permettant de résister aux forces agissant sur les deux bobines actives placées contre les coudes. Les parties prismatiques de quatre dents prismatiques de 11 induit. Les deux bobines actives et les deux bobines compensatrices ont le mne nombre de spires et elles sont réunies en série pour former un circuit de l'induit ayant deux extrémités libres qui sont reliées aux deux bagues conductrices fixées par un isolant electrique sur la carcasse de l'induit tournant. Deux balais fixes frottant sur ces deux bagues conductrices sont reliés directement aux deux bornes fixes de l'induit tournant.Un mye courant circulant dans les bobines de l'induit doit faire apparaître dans les deux bobines actives des lignes d'induction qui ont le même sens et dans les deux bobines compensatrices des lignes l'induction opposées aux lignes d'induction de deux bobines actives. Le courant alternatif d'excitation passe par les deux autres balais fixes qui frottent sur les deux autres bagues conductrices fixées par un isolant électrique sur la carcasse de l'induit tournant. Deux balais tournants fixés également par un isolant électrique sur la carcasse de l'induit tournant sont reliés directement aux deux dernières bagues conductrices. Les deux balais tournant qui frottent sur les facettes cylindriques des lames conductrices du distributeur peuvent être soit deux balais simples égaux entre eux, soit deux balais composés égaux entre eux. Un balai composé est formé par deux petits balais égaux entre eux placés l'un contre l'autre. La largeur d'un balai composé est égale à la largeur d'un balai simple. La largeur conarmne de deux balais simples et de deux baIaiscomposés est égale à la largeur de la facette cylindrique d'une lame conductrice du distributeur plus deux fois la largeur de l'isolement séparant les deux lames conductrices voisines. Le courant d'excitation fourni par une source auxiliaire de courant alternatif doit avoir une intensité nulle chaque fois que le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant coricide avec un plan de symétrie de la carcasse de l'inducteur passant par l'axe de rotation du générateur et traversant les deux piles de la carcasse de l'inducteur. L'induit tournant est entrainé par un moteur électrique auxiliaire quand l'intensité du courant alternatif d'excitation est nulle, chacun de deux balais tournant doit, par un bord, cesser de mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le pôle qui est traversé par le premier plan de sy métrie de la carcasse de l'induit tournant et par l'autre bord, mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le premier pôle qui va être touché par le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant. Les résultantes des forces agissant sur les branches des bobines actives et compensatrices placées dans les petites encoches sont pratiquement parallèles au premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit. Les deux coudées sont parallèles entre elles et elles sont perpendiculaires aux deux précédentes dents prismatiques. Cette carcasse possède deux plans de symétrie passant par l'axe de rotation. Le premier plan de symétrie de cette carcasse traverse les deux encoches situées entre les quatre dents prismatiques coudées. Le deuxième plan de symétrie est perpendiculaire à ce premier plan de symetrie et il traverse les deux dents prismatiques. Les surfaces limitant les fonds de deux encoches situées entre les quatre dents prismatiques coudées sont planes. Au fond d'une encoche située entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée se trouvent deux petites encoches.Les surfaces planes limitant les fonds de ces deux petites encoches sont parallèles au premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit. Le fond de la petite encoche réservée à une bobine active se trouve plus près de ce premier plan de symétrie que le fond de la petite encoche réservée à une bobine compensatrice. Entre ces deux petites encoches se trouve une petite dent de séparation capable de résister aux forces agissant sur la bobine compensatrice placée contre une de ses faces planes. Les surfaces planes limitant les fonds de ces deux petites encoches sont égales entre elles. Les surfaces latérales de ces deux petites encoches sont parallèles au deuxième plan de symétrie de la carcasse de l'induit. Les surfaces limitant les sommets de deux dents prismatiques et de quatre dents prismatiques coudées sont situées sur une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de rotation de l'induit. Dans le plan d'une face d'une couche de tôle de la carcasse de l'induit et sur le cercle passant par les sonnets de deux dents prismatiques et de quatre dents prismatiques coudées les six ares de cercle limitant les sommets de ces six dents dont égaux entre eux.Les deux ares de cercle limitant les sommets de deux encoches situées entre les quatre dents prismatiques coudées sont égaux entre eux. Les quatre ares de cercle limitant les sommets de quatre encoches se trouvant entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée sont égaux entre eux. La longueur de l'arc de cercle limitant le sommet d'une encoche située entre deux dents prismatiques coudées voisines est égale à trois fois la longueur de l'arc de cercle limitant le sommet d'une dent prismatique. La longueur totale de deux arcs de cercle limitant les sommets de deux encoches se trouvant entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée est égale à quatre plus n fois la longueur de l'are de cercle limitant le sommet d'une dent prismatique et n est le morne nombre entier indiqué dans la carcasse de l'inducteur fixe. Deux bobines actives identiques entre elles et deux bobines compensatrices identiques entre elles sont placées dnas les huit petites encoches symétriquement par rapport au deuxième plan de symétrie de la carcasse de l'induit. Les deux bobines compensatrices sont placées contre les deux dents prismatiques traversées par le deuxième plan de symétrie de la carcasse distances séparant le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit touret les deux fonds de deux petites encoches se trouvant dans une mne encoche située entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée doivent permettre au couple moteur donné par le courant induit circulant dans la branche de la bobine compensatrice placée dans la petite encoche située entre la dent prismatique et la petite dent de séparation de neutraliser le couple résistant donné par le même courant induit circulant dans la branche de la bobine active placée dans l'autre petite encoche contre une face du coude quand ces deux bobines ont le même nombre de spires. Le shéma du générateur de courant alternatif de la présente invention servant d'exemple est fait avec un nombre entier n égal à zéro. L'induit tournant 17 est entrainé par un moteur électrique auxiliaire dans le sens 19. L'inducteur fixe 18 possède vingt pôles ayant la forme d'un té. Les vingt bobines de l'inducteur identiques entre elles sont représentées shématiquement chacune par trois spires. Le courant alternatif d'excitation traverse les bobines de l'inducteur par les deux balais fixes 1 et 2 qui frottent sur les deux bagues conductrices 1 et 2 invariablement liées à la carcasse de l'induit et isolées par un isolant électrique. Ces deux bagues conductrices 1 et 2 sont reliées à deux balais tournants 5 et 6 invariablement liés à la carcasse de l'induit tournant et isolés par un isolant électrique. Les deux balais tournants frottent contre les facettes cylindriques des lames conductrices du distributeur invariablement lié à la carcasse de l'inducteur fixe représenté shématiquement par vingt segments d'anneau égaux entre eux et séparés par vingt intervalles égaux entre eux.Le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit colncide avec un plan de symétrie de l'inducteur passant par l'axe de rotation du générateur et traversant les deux pôles de l'inducteur, chacun de deux balais tournants doit, par un bord, cesser de mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le pôle qui est traversé par le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant et par l'autre bord, mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le premier pôle qui va etre touché par le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant.Les intensités des courants circulant dans toutes les bobines de ce générateur sont nulles, mais pour faciliter la lecture de ce shama ce sont les sens des courants apparus après la colncidence du premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit avec un plan de symétrie de la carcasse de l'inducteur traversant les deux pôles de cet inducteur qui sont indiqués par des flèches dessinées sur les spires de toutes les bobines du générateur. Le sens du courant alternatif d'excitation traversant les bobines de l'inducteur est indiqué par une flèche dessinée sur deux spires de chacune de ces bobines. Les deux bobines actives 13 et 14 identiques entre elles et les deux bobines compensatrices 15 et 16 identiques entre elles sont représentées schématiquement chacune par quelques spires.Ces quatre bobines ont le même nombre de spires et elles sont reliées en série pour donner un circuit induit ayant deux extrémités libres reliées directement à deux autres bagues conductrices 3 et 4 invariablement liées à la carcasse de l'induit et isolées par un isolant électrique. Les deux autres balais fixes 3 et 4 frottant sur ces deux bagues conductrices 3 et 4 représentent schématiquement les deux bornes fixes de l'induit tournant. Le sens du mime courant induit circulant dans toutes les bobines de l'induit est indiqué par deux flèches dessinées sur les spires de deux bobines actives et par trois flèches dessinées sur les spires des bobines compensatrices. Sur ce schéma la détermination approchée de deux distances séparant le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit et les deux fonds de deux petites encoches peut être obtenue d'une façon très simple. Le point 7 est le centre de la section d'une branche de la bobine active I3. Le point 8 est le centre de la section d'une branche de la bobine compensatrice I5.Ces deux sections sont égales entre elles et elles sont situées dans un même plan Deux droites perpendiculaires à la trace du premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit sur ce plan menées par les centres 7 et 8 rencontrent la surface cylindrique de révolution passant par les sommets des pôles de l'inducteur aux points 11 et 10. La perpendiculaire menée par le centre 7 rencontre la trace du premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit au point 12. La perpendiculaire menée par le centre 8 rencontre la parallèle à la trace du premier plan de symetrie de la carcasse de l'induit passant par le centre. 7 au point 9.En désignant par A la distance de deux points 7 et 12, par B la distance de deux points 7 et 11, par C la distance de deux points 9 et 10 et par X la distance de deux points 8 et 9, la distance X est égale à C moins B puis cette différence est multipliée par A et le tout est divisé par A plus B ; En donnant à X une longueur largement supérieure à celle trouvée ci-dessus il est possible et facile expérimentalement de la réduire ensuite pour que le couple moteur donné par les bobines compensatrices neutralise exactement le couple résistant donné par les bobines actives. La distance de deux points 8 et 10 est toujours plus grande que la distance b et la vitesse du point 7 est supérieure à celle du point 8 pendant la rotation. La différence de ces deux distances et la différence de ces deux vitesses augmentent avec le nombre entier n indiqué dans la carcasse de l'inducteur. La tension induite apparue dans les bobines actives est de ce fait toujours supérieure à celle apparue dans les bobines compensatrices. L'induit tournant tend à chaque instant à se placer symétriquement par rapport aux lignes d'induction de l'inducteur fixe et de ce fait l'induit tournant est soumis continuellement à un faible couple moteur. Le générateur de courant alternatif donnant un rondement exceptionnel peut être utilisé dans la production de l'énergie électrique. REVENDICATIONS 1) Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants 10) Un inducteur fixe 2") Un distributeur 30) Un induit tournant 40) Quatre bagues conductrices 50) Quatre balais fixes 60) Deux balais tournants. La carcasse de l'inducteur fixe formée par un empilement de tôles égales entre elles possède des pôles égaux entre eux séparés par des encoches égales entre elles. Ces pôles ont la forme d'un té. Les surfaces limitant les fonds des encoches sont situées sur une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de rotation du générateur qui est confondu avec l'axe de la carcasse de l'inducteur. Les surfaces limitant les sommets des pôles sont situées sur une autre surface cylindrique plus petite que la précédente et également de révolution autour de l'axe de la carcasse de l'inducteur. Caractérisée par le fait que la carcasse de l'inducteur possède un nombre de pôles égal à deux n plus vingt et n est un nombre entier égal ou supérieur à zéro. 2) Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants 10) Un inducteur fixe 20) Un distributeur 3 ) Un induit tournant 40) Quatre bagues conductrices 50) Quatre balais fixes 60) Deux balais tournants Les bobines identiques entre elles portées par les pôles de l'inducteur sont réunies en série par leurs extrémités pour former un circuit fermé de l'inducteur. Caractérisé par le fait que le nombre de bobines du circuit fermé de l'inducteur est égal à deux n plus vingt et n est le même nombre entier indiqué dans la revendication 1 3- Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants : 10) Un inducteur fixe 2") Un distributeur 3 ) Un induit tournant 4 ) Quatre bagues conductrices 5 ) Quatre balais fixes 6 ) Deux balais tournants. Le distributeur invariablement lié à la carcasse de l'inducteur fixe est formé par des lames conductrices identiques entre elles séparées par des intervalles égaux occupés par un isolant électrique. Ces lames conductrices ont une facette cylindrique. Toutes les facettes cylindriques de ces lames conductrices sont situées sur une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de l'inducteur qui est confondu avec l'axe du distributeur, Ces lainés conductrices sont placées dans les directions des pôles de l'inducteur de fa çon que le plan de symétrie d'un pôle passant par l'axe de l'inducteur sont aussi le plan de symétrie d'une lame conductrice du distributeur située du mêmê côté que ce pôle par rapport à l'axe du distributeur.Chaque lame conductrice est reliée par un conducteur à une mime extrémité de la bobine portée par le pale de l'inducteur situé dans la direction de cette lame conductrice et du morne côté que cette lame conductrice par rapport à l'axe du distributeur. Caractérisé par le fait que le nombre de lames conductrices de ce distributeur fixe est égal à deux n plus vingt et n est le morne nombre entier indiqué dans la revendication 1. 4- Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants : 10) Un inducteur fixe 20) Un distributeur 3 ) Un induit tournant 40) Quatre bagues conductrices 5 > Quatre balais fixes 6 ) Deux balais tournants. La carcasse de l'induit tournant formée par un empilement de tôles égales entre elles possède deux dents prismatiques symétriques par rapport à l'axe de rotation de l'induit et quatre dents prismatiques coudées. Les parties prismatiques de quatre dents prismatiques coudées sont parallèles entre elles et elles sont perpendiculaires à ces deux dents prismatiques. La carcasse de l'induit admet deux plans de symétrie passant par son axe de rotation. Le premier plan de symétrie est parallèle aux parties prismatiques de quatre dents prismatiques coudées et il traverse les deux encoches situées entre ces quatre dents. Les surfaces planes limitant les fonds de ces deux encoches sont égales entre elles sont perpendiculaires aux parties prismatiques de ces quatre dents prismatiques coudées. Le deuxième plan de symétrie est perpendiculaire au premier plan de symétrie et il traverse les deux dents prismatiques.Les surfaces limitant les sommets de deux dents prismatiques et de quatre dents prismatiques coudées sont situées sur une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de rotation de cette carcasse, caractérisée par le fait que dans le plan d'une face d'une couche de tôle de la carcasse de l'induit et sur le cercle passant par les sonnets de deux dents prismatiques et de quatre dents prismatiques coudées les six arcs de cercle limitant les sommets de ces six dents sont égaux entre eux. La longueur commune de deux arcs de cercle limitant les sommets de deux encoches situées entre les quatre dents prismatiques coudées est égale à trois fois la longueur de l'arc de cercle limitant le sommet d'une dent prismatique.Les quatre arcs de cercle limitant les sommets de quatre encoches se trouvant entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée sont naturellement égaux entre eux. La longueur totale de deux arcs de cercle limitant les sommets de deux encoches se trouvant entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée est égale à quatre plus n fois la longueur de l'arc de cercle limitant le sommet d'une dent prismatique et n est le morne nombre entier indiqué dans la revendication 1. Au fond d'une encoche située entre une dent prismatique et une dent prismatique coudée se trouvent deux petites encoches. La petite encoche située du côté du coude sert à loger une branche d'une bobine active. La petite encoche située du côté de la dent prismatique sert à loger une branche d'une bobine compensatrice. Entre ces deux petites encohes se trouve une petite dent de séparation servant à résister aux forces agissant sur la branche de la bobine compensatrice placée contre une de ses faces planes. Les surfaces planes limitant les fonds de ces deux petites encoches sont égales entre elles et elles sont parallèles au premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit. Les surfaces laterales de ces deux petites encoches sont parallèles au deuxième plan de symétrie de la carcasse de l'induit. La distance séparant le fond de la petite encoche occupée par une branche d'une bobine compensatrice et le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit est plus grande que la distance séparant le fond de la petite encoche occupée par une branche d'une bobine active et ce premier plan de symétrie. Ces deux distances doivent permettre au couple moteur donné par le courant induit traversant la branche de cette bobine compensatrice d'équilibrer le couple résistant donné par le même courant induit traversant la branche de cette bobine active quand ces deux bobines possèdent le mime nombre de spires. 5) Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants 10) Un inducteur fixe 20) Un distributeur 30) Un induit tournant 4 ) Quatre bagues conductrices 5 ) Quatre balais fixes 6 ) Deux balais tournants Deux bobines actives identiques entre elles et deux bobines compensatrices identiques entre elles sont placées dans les huit petites encoches symétriquement par rapport au deuxième plan de-symétrie de la carcasse de l'induit. Les deux bobines actives sont placées contre les coudes de quatre dents prismatiques coudées. Les deux bobines compensatrices sont placées contre les deux dents prismatiques traversées par le deuxième plan de symétrie de la carcasse de l'induit.Les deux bobines actives et les deux bobines compensatrices ont le même nombre de spires et elles sont réunies en série pour former un circuit de l'induit ayant deux extrémités libres qui sont reliées aux deux bagues conductrices fixées par un isolant électrique sur la carcasse de l'induit tournant. Deux balais fixes frottant sur ces deux bagues conductrices sont reliés directement aux deux bornes fixes de l'induit tournant. Un même courant circulant dans les bobines de l'induit doit faire apparaître dans les deux bobines actives des lignes d'induction qui ont le morne sens et dans les deux bobines compensatrices des lignes d'induction opposées aux lignes d'induction de deux bobines actives.Les lignes d'induction données par un courant alternatif sont donc également neutralisées dans ce bobinage, caractérisée par le fait que dans ce bobinage les bobines actives et compensatrices qui ont le mne nombre de spires sont placées dans des encoches selon la revendication 4 permettant au couple moteur donné par le courant induit traversant les deux bobines compensatrices de neutraliser le couple résistant donné par le mne courant induit traversant les deux bobines actives et de ce fait la rotation de l'induit est commandé par un couple moteur complètement indépendant de l'intensité du courant induit circulant dans les bobines de l'induit. 6) Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants 10) Un inducteur fixe 2 ) Un distributeur 30) Un induit tournant 40) Quatre bagues conductrices 50) Quatre balais fixes 60) Deux balais tournants Les bobines-de l'inducteur fixe du générateur de courant alternatif sont traversées par un courant alternatif d'excitation, caractérisé par le fait que l'intensité de ce courant alternatif d'excitation est nulle chaque fois que le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant passant par l'axe de rotation colncide avec un plan de symétrie de la carcasse de l'inducteur passant par l'axe de rotation et traversant les deux pôles de la carcasse de l'inducteur fixe. 7) Générateur de courant alternatif excité par un courant alternatif est formé par l'association des organes suivants Un Un inducteur fixe - 2") Un distributeur 30) Un induit tournant 40) Quatre bagues conductrices 50) Quatre balais fixes 60) Deux balais tournants Le courant alternatif d'excitation est envoyé dans les bobines de l'inducteur fixe par les deux autres balais fixes frottant sur les deux autres bagues conductrices invariablement liées à la carcasse de l'induit tournant selon la revendication 4 isolées par un isolant électrique et reliées à deux balais tournants frottant sur les lames conductrices du distributeur selon la revendication 3. Ces deux balais tournants peuvent être soit deux balais simples soit deux balais composés.Un balai composé est formé par deux petits balais égaux entre eux placés l'un contre l'autre. La largeur commune de deux balais simples et de deux balais composés est égale à la largeur de la facette cylindrique d'une lame conductrice du distributeur plus deux fois la largeur de l'isolant séparant les deux lames conductrices voisines du distributeur. Les deux balais tournants de la même sorte invariablement liés à la carcasse de l'induit tournant sont isolés par un isolant électrique et ils occupent des positions fixes sur cette carcasse, caractérisées par le fait que ces positions fixes permettent aux deux balais tournants de la mime sorte de réaliser les opérations suivantes Quand l'intensité du courant alternatif d'excitation est nulle, chacun de deux balais tournants doit, par un bord, cesser de mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le pôle qui est traversé par le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant et par l'autre bord, mettre en court-circuit la bobine de l'inducteur portée par le premier pôle qui va être touché par le premier plan de symétrie de la carcasse de l'induit tournant.