Brevet FR3034265A1 — publié le 20160930

GENERATRICE ET MOTEUR A COURANT CONTINU COMPORTANT UN INDUIT FIXE Domaine Technique L'invention concerne une génératrice de courant continu capable de produire un courant de plusieurs milliers de kilowath à la température ambiante sans chauffer anormalement ce qui nous impose un voltage de l'ordre de 10 000 volts pour un ampérage inferieur à 1000 ampères. lo Domaine technique antérieur Parmi les techniques antérieures qui se rapprochent de l'invention, la machine de GRAMME en est le point de départ, en essayant d'en supprimer les inconvénients et c'est la raison pour laquelle l'induit de la génératrice est fixe, l'inducteur mobile autour de l'induit. 15 De plus, l'invention améliore la production du courant induit car les spires créent le maximum de courant au moment où elles sont positionnées au maximum du champ magnétique crée par les deux pôles Nord et Sud de l'inducteur. A notre connaissance, ce montage ne semble pas avoir été réalisé à ce jour. 20 Exposé de l'invention Ainsi que nous l'avons indiqué l'invention se rapporte à la conception d'une génératrice de courant continu d'une puissance de plusieurs milliers de kilowath. L'invention concerne donc une génératrice de courant continu entrainée par un arbre moteur 25 passant au centre de la génératrice caractérisée en ce qu'elle comporte : -Un induit fixe centré sur l'arbre moteur solidaire d'un support extérieur, feuilleté en un nombre important de section positionnées sur un cylindre fixe en fer doux disposant de deux pôles fixes diamétralement opposés ; partageant l'induit en deux demi cotés égaux comportant le même nombre de sections le pole négatif assurant le départ d'un grand nombre de fils électriques 30 individuels isolés, une moitié de ses fils s'enroulant dans un sens sur une moitié du cylindre, l'autre moitié s'enroulant en sens inverse sur l'autre moitié, les deux moitiés s'enroulant pour former les spires arrivant au pôle positif de l'induit . 3034265 2 - Un inducteur mobile tournant autour de l'induit, entrainé par l'arbre moteur comportant deux cylindres solidaires concentriques en fer doux partagées longitudinalement en deux parties égales, l'une portant des aimants permanents assemblés sur le grand cylindre pour obtenir une même polarité intérieure par exemple nord, l'autre partie portant des aimants permanents 5 assemblée sur le cylindre pour obtenir une polarité inverse par exemple sud, le petit cylindre partagé longitudinalement en deux parties égales, l'une portant des aimants permanents assemblés sur le cylindre pour obtenir une polarité inverse de la polarité du grand cylindre, l'autre partie portant des aimants permanents assemblés sur le petit cylindre pour obtenir une polarité inverse de la polarité du grand cylindre, le grand cylindre extérieur de plus grand diamètre entourant à la fois les aimants et l'induit , le petit cylindre intérieur étant entouré à la fois par les aimants et l'induit de façon à obtenir un champ magnétique par exemple nord sud important entre les deux cylindres traversant les spires de l'induit fixe. On remarque qu'en positionnant l'induit fixe solidaire d'un support extérieur on supprime les difficultés pour récupérer le courant induit par des balais tel que l'avait conçu M GRAMME. De même, chaque section de l'induit fixe comporte une lame en fer doux autour de laquelle s'enroule les fils électriques individuels pour former des spires les lames étant solidaires du cylindre de fer doux de l'induit , les spires s'enroulant dans un sens sur un demi coté de l'induit et s'enroulant en sens inverse sur l'autre demi côté , le nombre de spires restant le même pour toutes les sections, les lames portant une lamelle en fer doux pour faciliter le passage du champ magnétique dans les spires. La génératrice de courant continu est entrainée par une arbre moteur passant en son centre, disposant de deux pôles diamétralement opposés, au départ du pôle négatif peuvent être réunis soit par moitié, chaque moitié s'enroulant dans chaque section l'une après l'autre dans chaque moitié de l'induit, et en sens contraire pour l'autre moitié ,de l'induit, l'ensemble des fils individuels étant réunis au pôle positif , soit l'ensemble des fils individuels étant partagés par le nombre total de section 4 pour obtenir un nombre de fils individuels égaux dans chaque lot qui s'enroulent dans un sens dans chaque section d'une moitié de l'induit et dans un sens inverse dans chaque section de l'autre moitié de l'induit à partir du pôle négatif tous ses lots aboutissant au pôle positif de l'induit , les forces électro-motrices produites par chaque section s'ajoutant au pôle positif de l'induit . 3034265 3 De plus il est nécessaire que la génératrice de courant continu entrainée par un arbre moteur soit régulée pour adapter sa puissance à la consommation du courant utilisé par les moteurs électriques qu'elle entraine, c'est pourquoi en reliant la sortie positive de certaines sections d'un demi coté de l'induit au pôle négatif correspondant à ces mêmes sections de l'autre demi coté de 5 l'induit on annule pour ses sections la production de courant électrique. Comme très souvent en électricité si au lieu de produire du courant on envoie du courant continu à la génératrice celle-ci devient un moteur électrique le sens de rotation de l'inducteur devenant inverse si le courant envoyé est le même que celui qu'elle produisait en temps que génératrice, et 10 donc nous avons la possibilité d'entrainer des moteurs électriques conforme à la génératrice c'est-à-dire d'une puissance de plusieurs milliers de kilowath. Description sommaire des figures 15 La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront de la description du mode de réalisation qui suit, donné à tire indicatif mais non limitatif à l'appui des figures : - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la génératrice 1 à courant continu. - La figure 2 est une vue en coupe perpendiculaire à l'arbre moteur 2 de l'induit 3 fixe. 20 - La figure 3 est une vue en coupe perpendiculaire à l'arbre moteur 2 de l'inducteur 11 mobile. - Les figures 4 et 5 sont des vues en plan horizontal de la partie supérieure d'une section 4 montrant le sens d'enroulement des spires. 25 Description détaillée de l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne une génératrice 1 à courant continu de forte puissance. 30 La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la génératrice 1 à courant continu avec son arbre moteur 2, son induit 3 fixe feuilleté, centré sur l'arbre moteur 2 solidaire du support 9 extérieur, supportant l'arbre moteur 2 par son palier 10, comportant un cylindre 7 de fer doux solidaire du support 9 feuilleté par des lames 26 régulièrement espacées autour des lesquelles 3034265 4 s'enroulent des spires 14 de fils électriques individuels et isolés pour former des sections 4 en nombre important, l'inducteur 11 de la génératrice 1, solidaire de l'arbre moteur 2 par ses entrainements 21 disposant de deux cylindres 15 et 20 en fer doux, le cylindre 15 portant sur sa moitié intérieure 24 des aimants permanents assemblés 30 afin d'obtenir un pôle 18 par exemple 5 nord et sur l'autre moitié 25 des aimants permanents assemblés 31 pour obtenir une polarité 19 inverse par exemple, sud, le cylindre 20 partagé longitudinalement en deux parties égales 24 et 25, l'une 24 portant des aimants permanents 32 assemblés sur le cylindre 20 pour obtenir une polarité 27 inverse de la polarité 18 du cylindre 15, l'autre partie 25 portant des aimants permanents 33 assemblés sur le cylindre 20 pour obtenir une polarité 28 inverse de la polarité 19 10 du cylindre 15, le cylindre 15 extérieur de plus grand diamètre entourant à la fois les aimants permanents 30 et 31 et l'induit 3, le cylindre 20 étant entouré à la fois par les aimants permanents 32 et 33 et l'induit 3, de façon à obtenir un champ magnétique important entre les deux cylindres 15 et 20 traversant les spires 14 de l'induit fixe 3. 15 La figure 2 est une vue en coupe perpendiculaire à l'arbre moteur 2 de l'induit 3 fixe nous trouvons les deux pôles 5 positif et 6 négatif diamétralement opposés séparant les deux demi cotés 16 et 17 de l'induit 3 comportant le même nombre de section 4, le pole négatif 6 assurant le départ d'un grand nombre de fils électriques individuels isolés, une moitié de ces fils s'enroulant dans un sens sur une moitié 16 du cylindre 7, l'autre moitié s'enroulant en sens 20 inverse sur l'autre moitié 17 du cylindre 7 afin de former les spires 14 dans chaque section 4, le pole 5 positif étant le point d'arrivée de tout ces fils, le cylindre 7 en fer doux feuilleté en un grand nombre de sections 4 par des lames 26 en fer doux autour desquelles s'enroulent des spires 14 dans un sens sur un demi coté 16 de l'induit 3 et dans un sens inverse sur l'autre demi coté 17, les lames 26 portant des lamelles 34 en fer doux pour favoriser le passage des champs 25 magnétiques, le support extérieur 9 supportant l'arbre moteur 2 par son palier 10. La figure 3 est un plan en coupe perpendiculaire à l'arbre moteur 2 de l'inducteur 11 mobile de la génératrice 1 entrainée par l'arbre moteur 2 par ses fixations 21, comportant deux cylindres 15 et 20 solidaires en fer doux portant des aimants permanents 30, 31 et 32, 33 assemblés pour 30 obtenir des polarités inverses 18 et 27 pour la moitié 24 de l'inducteur 11 ainsi que 19, 28 pour l'autre moitié 25 de l'inducteur. Les figures 4 et 5 sont des vues en plan horizontal de la partie supérieure d'une section 4 montrant la lame 26 solidaire du cylindre 7 en fer doux et de son support 9 extérieur à la génératrice 1, les spires 14 dans la figure 4 s'enroulant dans un sens et dans la figure 5 3034265 5 s'enroulant dans l'autre sens, les lames 26 portant une lamelle 34 pour favoriser le passage du champ magnétique dans les spires 14. Fonctionnement 5 Le courant induit par l'action du champ magnétique Nord Sud crée par les aimants permanents 30, 32 et 31, 33 change de sens suivant la position des sections 4 dans chaque moitié 16 et 17 de l'induit 3 et s'annulerait si l'on ne changeait pas le sens d'enroulement des spires dans chaque moitié de l'induit. 10 Le voltage de la génératrice est donné par la formule E volt = 108x Nombre de spires x nombre de tours par sec x flux Le flux magnétique étant celui fournit par les aimants permanents , la génératrice comprend donc 15 un très grand nombre de spires formés par les fils électriques individuels et isolés afin d'augmenter le voltage de la génératrice et ainsi diminuer son ampérage. Cette génératrice 1 pourra être d'un embrayage pour la solidariser avec son arbre moteur 2 ou pour la rendre indépendante de son arbre moteur 2. REVENDICATIONS1. Génératrice 1 de courant continu entrainée par un arbre moteur 2 passant au centre de la génératrice caractérisée en ce qu'elle comporte : -Un induit fixe 3 centré sur l'arbre moteur solidaire d'un support 9 extérieur, feuilleté en un nombre important de section 4 positionnées sur un cylindre 7 fixe en fer doux disposant de deux pôles fixes 5 et 6 diamétralement opposés, partageant l'induit 3 en deux demi cotés 16 et 17 égaux comportant le même nombre de sections 4, le pole négatif 6 assurant le départ d'un grand nombre de fils électriques individuels isolés, une moitié de ses fils s'enroulant dans un sens sur une moitié 16 du cylindre 7, l'autre moitié s'enroulant en sens inverse sur l'autre moitié 17 pour former les spires 14 dans chaque section 4. - Un inducteur mobile 11 tournant autour de l'induit 3 , entrainé par l'arbre moteur 2 comportant deux cylindres 15, 20 solidaires concentriques en fer doux partagées longitudinalement en deux parties égales 24 et 25, l'une 24 portant des aimants permanents 30 assemblés sur le cylindre 15 pour obtenir une même polarité 18 intérieure par exemple nord, l'autre partie 25 portant des aimants 31 permanents assemblée sur le cylindre 15 pour obtenir une polarité 19 inverse par exemple sud, le cylindre 20 partagé longitudinalement en deux parties égales 24 et 25, l'une 24 portant des aimants permanents 32 assemblés sur le cylindre 20 pour obtenir une polarité 27 inverse de la polarité 18 du cylindre 15 par exemple Sud, l'autre partie 25 portant des aimants permanentes 33 assemblés sur le cylindre 20 pour obtenir une polarité 28 inverse de la polarité 19 du cylindre 15 par exemple Nord, le cylindre 15 extérieur de plus grand diamètre entourant à la fois les aimants 30 et 31 et l'induit 3, le cylindre intérieur 20 étant entouré à la fois par les aimants 32 et 33 et l'induit 3 de façon à obtenir un champ magnétique par exemple nord sud important entre les deux cylindres 15 et 20 traversant les spires 14 de l'induit 3 fixe. 2. Génératrice 1 de courant continu entrainée par un arbre moteur 2 conforme à la première revendication caractérisée en ce que chaque section 4 de l'induit 3 fixe comporte une lame 26 en fer doux autour de laquelle s'enroule les fils électriques individuels pour former des spires 14 les lames 26 étant solidaires du cylindre 7 de fer doux de l'induit 3, les spires 14 s'enroulant dans un sens sur un demi coté 16 de l'induit 3 et s'enroulant en sens inverse sur l'autre demi côté 17, le nombre de spires 14 restant le même pour toutes les sections 4 , les lames 26 portant une lamelle 34 en fer doux pour favoriser le passage du champ magnétique dans les spires 14. 3034265 7 3. Génératrice 1 de courant continu conforme aux deux premières revendications entrainée par une arbre moteur 2 caractérisé en ce que les nombreux fils électriques individuels isolés au départ du pôle 6 négatif peuvent être réunis soit par moitié, chaque moitié s'enroulant dans chaque section 4 l'une après l'autre dans chaque moitié 16 de l'induit 3, et en sens contraire pour 5 l'autre moitié 17 de l'induit 3, l'ensemble des fils individuels étant réunis au pôle positif 5, soit l'ensemble des fils individuels étant partagés par le nombre total de section 4 pour obtenir un nombre de fils individuels égaux dans chaque lot qui s'enroulent dans un sens dans chaque section 4 d'une moitié 16 de l'induit 3 et dans un sens inverse dans chaque section 4 de l'autre moitié 17 de l'induit 3, à partir du pôle négatif 6 tous ses lots aboutissant au pôle positif 5 de 10 l'induit 3, les forces électro-motrices produites par chaque section 4 s'ajoutant au pôle positif 5 de l'induit 3. 4. Génératrice 1 de courant continu entrainée par un arbre moteur 2 conforme aux trois premières revendications caractérisée en ce qu'elle est régulée pour adapter sa puissance à la 15 consommation du courant utilisé par les moteurs électriques qu'elle entraine en reliant la sortie 5 positive de certaines sections 4 d'un demi coté 16 de l'induit 3, au pôle négatif 6 correspondant à ces mêmes sections 4 de l'autre demi coté 17 de l'induit 3, de façon à annuler pour ses sections 4 la production de courant électrique. 20 5 Génératrice 1 de courant continu entrainé par un arbre moteur 2 conforme aux trois premières revendications caractérisée en ce que si au lieu de produire du courant on envoie du courant continu à la génératrice celle-ci devient un moteur électrique le sens de rotation de l'inducteur devenant inverse si le courant envoyé est le même que celui qu'elle produisait en temps que génératrice et donc les moteurs électriques disposeront d'une puissance de plusieurs 25 milliers de kilowath.