Brevet FR2619264A1 — publié le 19890210

La présente invention concerne une generatrice electrique a haute fréquence variable, portative et perfectionnee. Plus particulièrement, la presente invention a pour objet de fournir une generatrice a haute fréquence variable, au moyen de laquelle on peut obtenir un courant électrique standard et dans laquelle le courant obtenu est redresse par des moyens classiques pour le moduler a une tension et une fréquence standards, de preéférence en 220 volts, 50/60 hertz. Par rapport aux génératrices électriques connues du meme genre, la genératrice perfectionnée, faisant l'objet de la présente invention, apporte de nombreux avantages parmi lesquels on peut citer une réduction notable de son poids, bien qu'elle soit a haute fréquence, du fait que pour une puissance determinée, les dimensions de son noyau, des bobinages du rotor, etc.... sont réduits par rapport a une generatrice classique de meme puissance. Les caracteristiques particulieres de cette generatrice portative perfectionnriee permettent, plus particulierement, de l'utiliser dans des équipements portatifs, par exemple pour le camping, les réunions sportives, les équipements militaires, etc..... cette genératrice électrique pouvant remplacer avantageusement des ensembles de production d 'électricité actuellement connus puisque, par exemple, une telle genératrice de 10 kilowatts peut etre portée par une seule personne. Une caractéristique particulierement importante de la genératrice a haute frequence variable selon l'invention, réside dans le fait que ses éléments moteurs, en particulier ceux soumis a l'échauffement, ont une longueur de vie prolongée par rapport aux éléments correspondant des génératrices classiques, puisque la vitesse de travail peut etre réglée a la consommation réelle d'utilisation de dispositifs classiques et, qu'en meme temps, le débit optimal est obtenu dans la consommation de carburant qui faiblit lorsque la consommation électrique diminue, cet effet ne pouvant pas etre obtenu avec les géneratrices classiques qui sont obligées de maintenir une vitesse constante pour produire un debit électrique, égal et 2 26 1 9264 constant, meme lorsque la demande en énergie est réduite. Conformément a l'invention, et afin de présenter les caracteristiques enonceus precedemment, cette generatrice portative perfectionne de celui-ci en énergie électrique. De manière plus spécifique, la genératrice conforme a l'invention est remarquable par le fait qu'elle comporte un rotor, ayant des caracteristiques spéciales, qui est accouple a un moteur diesel en lieu et place du volant d'inertie de ce dernier et qui tourne extérieurement au stator servant en tant qu'excitateur; cette génératrice étant conçue pour transformer tuute la puissance du moteur en courant électrique et, du fait que le rotor est monte sur l'arbre vilbrequin de ce moteur, des. cunomies de peièces de montage sont obetnues puisquc tous 1.es types de paliers d 'accuuplement élastique sont (,xc u, et les couts de construction sont réduits; la maintenance étant elle-mème simplifiée. Par ailleurs, le rotor est en forme de coupelle et loge intérieurement des noyaux polaires radiaux, bobinés avec des enroulements de meme excitation et alimentes, par le pale négatif, par 1l interrn:dlaire de la masse, alors que le pole positif est conduit par l'lntermediaire d'une rondelle ou disque conducteur, monte sur le rotor, et des balais classiques montes sur le stator; l'excitateur ou inducteur du stator étant constitue par un empilage, en forme de bague, de plaques magnetiques sur les côtés duquel sont situes les enroulements de la génératrice transportant le courant a haute fréquence variable, cet excitateur ou inducteur étant supporte par un moyeu fixé à la partie statique du moteur sur l'axe duquel est fixe, par clavetage classique, le rotor. En outre, le flux magnétique, provenant des noyaux polaires du rotor lorsque celui-ci tourne autour des noyaux du stator, engendre un courant faible dans les enroulements de ces derniers noyaux, lequel courant est recycle, vers les enroulements bobines sur les noyau> 3 2619264 champ magnétique de ces noyaux polaires du rotor jusqu'a ce que la tension induite sur les enroulements du stator atteigne des valeurs nominales predéterminées, le regulateur utilise étant adapte pour maintenir une excitation qui assure que la tension produite sur les enroulements du stator est d'une valeur nominale predéterminée independamment de la charge et de la vitesse de rotation a l'interieur de certaines limites qui sont les limites de vitesse de travail de la génératrice seule. En définitive, cette géneratrice est conçue de manière a être accouplée a un élément moteur approprié, de préférence thermique, dont ont peut faire varier la vitesse de rotation dans des limites prédéterminées, afin de produire un courant électrique a haute fréquence qui varie selon la vitesse de rotation de la genératrice, ce courant étant redresse par des moyens classiques afin de le moduler a une tension et une frequence standards, de préférence en 220 volts et 50/60 periodes, en variant la fréquence de la generatrice par des moyens appropries. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaitront de la description suivante d'un mode de realisation d'une telle génératrice électrique a haute frequence variable, donné a titre d'exemple non limitatif, et représente schematiquement en coupe longitudinale dans le dessin ci-j]oint. Comme on le voit dans ce dessin, cette genératrice comporte, d'une maniére enunciative, un rotor 1, des balais 2, un moyeu 3 de support du rotor fixe par une vis 4 et des clavettes 5, des bobines d'excitation 6, une rondelle isolante 7, une rondelle antifriction 8, une armature ou stator 9, des enroulements d'induction 10, des noyaux polaires 11 de rotor, un régulateur électronique 12, des vis 13 de fixation du moyeu 14 du stator, un arbre 15 prolongeant le vilbrequin du moteur diesel 16 d'entrainement et une filerie conductrice 17 de liaison au régulateur électronique 12. Selon l'invention, et comme représente schématiquement dans le dessin, la génératrice est constituée d'un rotor 1, en forme de coupelle, dont la partie cylindrique porte, intérieurement, des noyaux 4 26619264 polaires 11 autour desquels sont enroulees des bobines d'excitation 6. Ce rotor est supporte par ur moyeu central 3 fixe, par des clavettes 5, sur l'arbre 15 d'un moteur diesel 16. Le courant électrique provenant du pole négatif atteint les bobines d'excitation 16 du rotor 1 a travers la masse prise, par exemple, sur le rotor seul, alors que le pole positif est conduit dans une rondelle ou disque de bronze 8 et des balais classiques 2, ce pocle positif étant alimente par un régulateur électronique classique 12. L'ensemble inducteur ou d'excitation du stator 9 est constitue par un empilement, en forme de bague, de plaques magnétiques classiques, sur les cotes desquelles sont situes des enroulements 10 engendrant et transportant le courant a haute frequence variable. L'ensemble inducteur du stator 9 est supporte par un moyeu 14 maintenu fixement par des vis, 13 engagées dans la partie statique d'un moteur diese] 16. Par ailleurs, on peut remarquer dans le dessin qu une! rondel]. v antifriction 8 est montée de façon a assurer un contact permanent entre le moyeu 3 du rotor' et les balais 2 loges dans le stator 9. Comme dans une génératrice classique, le flux magnetique, provenant des noyaux polaires 11 du rotor lorsque celui-ci tourne autour du statur 9, produit un courant faible dans les enroulements 10. Ce courant est recycle en direction des bobines 6 du rotor 1, par l'nlrtermediaire d'un regulateur electronique 12 classique, en renforçant ainsi le champ magnétique des noyaux polaires 1.1 jusqu'a ce que la tension induite dans les enroulements 10 du stator atteigne la valeur nominale prédéterminée. Le régulateur 12 maintient une excitation qui assure que la tension engendrée sur les enroulements 10 est de la valeur nominale prédéterminée, indépendamment de la charge et de la vitesse a l'intérieur de certaines limites, lesquels sont les limites de vitesse de travail de la génératrice. Dans ces conditions, la génératrice conforme à l'invention est accouplée a un element moteur 16, de preference thermique et adapte pour faire varier sa vitesse selon les necessites a l'interieur de limites préétablies, si bien qu'il est possible de produire un courant électrique 2619264 de haute frequence, variable en concordance avec la vitesse de rotation de la generatrice dans laquelle le courant produit est redresse par des moyens classiques et module a une tension et une frequence standards, de preference en 220 volts et 50/60 Hz, et peut etre amene, en utilisant un reseau de distribution approprie, a des éléments de consommation tels que, par exemple, des appareils d'éclairage, des appareils de chauffage, des équipements électromecaniques, des appareils de transmission, etc.... en variant la fréquence de la géneratrice, selon la charge demandée, par des moyens appropries. 26 1 9264 REVENDICA TIONS 1.- Géneratrice électrique a haute fréquence variable, portative et perfectionnée, caractérisée par le fait qu'elle comporte un rotor (1) monte sur l'arbre vilbrequin d'un moteur diesel (16) en lieu et place du volant d'inertie de ce dernier et qui tourne extérieurement au stator (9) servant en tant qu'excitateur, ce rotor étant conçu en forme de coupelle et logeant, intérieurement, des noyaux polaires (11) radiaux, bobines avec des enroulements de meme excitation et alimentes par le pole négatif paf l'intermédiaire de la masse, alors que le pole positif est conduit par l'intermédiaire d'une rondelle ou disque conducteur (8), monté sur le rotor (1), et de balais classiques (2). montes sur le stator (9). 2.- Genératrice selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'excitateur ou inducteur du stator clavetage (5) classique. 3.- Génératrice selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou'2, caractérisée par le fait que le flux magnétique, provenant des noyaux polaires (11) du rotor lorsque celui-ci tourne autour des noyaux du stator (9), engendre un courant faible dans les enroulements (10) de ces derniers noyaux, lequel courant est recyclé, vers les enroulements (6) bobines sur les noyaux polaires (11) du rotor au moyen d'un régulateur électronique (12) classique, renforçant le champ magnétique de ces noyaux polaires (11) du rotor jusqu'a ce que la tension induite sur les enroulements (10) du stator atteigne des valeurs nominales prédéterminées, le régulateur utilise étant adapté pour maintenir une excitation qui assure que la tension produite sur les enroulements du stator est d'une valeur nominale 7 2619264 prédéterminee, indépendamment de la charge et de la vitesse de rotation a l'intérieur de certaines limites qui sont les limites de vitesse de travail de la génératrice seule. 4.- Generatrice selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caracterisee par le fait qu'elle est constituée de maniere a être accouplée a un élement moteur (16) approprié, de préférence thermique, dont on peut faire varier la vitesse de rotation dans des limites prédeterminees, afin de produire un courant électrique à haute fréquence qui varie selon la vitesse de rotation.de la géneratrice, ce courant étant redressé, par des moyens classiques, afin de le moduler a une tension et une fréquence standards, de préférence en 220 volts et 50/60 périodes, en variant la fréquence de la génératrice par des moyens appropries.