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EMODIEMMS A SEarIONS MITIPLES PEBFEarIONNES POUR MACHINES pjMM- ELECTRIQUES.
L'invention concerne des perfectionnements apportés aux machines électriques, particulièrement aux machines d'induction qui comportent au moins un enroulement à sections multiples intéressant en tout ou en partie soit l'inducteur, soit l'induit.
Elle a pour objet de prévoir,pour les moteurs d'induction,des enroulements multiples perfectionnés et de réalisation simple permettant de donner au moteur des caractéristiques améliorées en,conservant pendant le démarrage et la marche à vitesse normale un couple maximum.
On sait que, dans un moteur à induction, le couple est maximum
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quand la réactance de dispersion égale dans chaque spire de l'induit la réels- tance ohmique à la vitesse considérée. Pour répondre à cette condition, les constructeurs ont été amenés à concevoir des moteurs à double enroulement, dits à double cage d'écureuil, dont l'enroulement superficiel, de résistance rela- tivement élevée et de réactance de dispersion relativement faible. intervient principalement au démarrage alors que l'enroulement de profondeur, de résistance plus faible et de réactance plus grande, intervient principalement lorsque le moteur atteint sa vitesse normale.
Pour diminuer la réactance de dispersion de l'enroulement super- ficiel il est de technique courante d'introduire cet enroulement dans des eneo- ches fendues radialement par rapport aux tôles jusqu'au logement des conducteurs de l'enroulement profond.
Toutefois, les moteurs réalisés suivant cette technique accusent en pleine charge un couple maximum inférieur en même temps qu'un glissement supérieur aux couple et glissement présentés par un moteur à simple cage de couple au démarrage identique. Ceci est dû au fait qu'aux abords de la pleine charge, la fréquence induite étant faible, les courants induits se répartissent sensiblement dans les deux enroulements en proportion inverse de leur résistan- ce. En outre, dans les moteurs à double enroulement obtenus par coulée d'un métal conducteur dans les encoches,
il n'est pas possible d'augmenter autant qu'on le désire la résistance de l'enroulement extérieur à faible réactance en raison de l'obligation de laisser à cette partie de l'encoche une section suffisante pour rendte la coulée du métal possible dans de bonnes conditions.
De plus; les fentes dont il est question ci-dessus,reliant l'enroulement exté- rieur de grande résistance et de faible réactance de dispersion à l'enroulement .
Intérieur de grande réactance et de faible résistance, sont remplies du même métal conducteur, ce qui a pour effet de diminuer la proportion du courant in- duit en pleine charge dans l'enroulement profond et, par conséquent, de dimi- nuer encore le couple maximum tout en augmentant le glissement.
Les enroulements à multiples sections perfectionnés proposés par l'invention, qu'ils soient coulés ou bobinés, permettent d'obtenir, tout en conservant au démarrage les caractéristiques favorables des moteurs à dou- ble enroulement, un couple maximum et un glissement en pleinehcharge plus favorables que ceux qu'il est possible d'obtenir avec des moteurs à double cage tels que réalisés jusqu'ici.
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pour atteindre ce but, l'invention propose les moyens suivants :
Pour obtenir des caractéristiques correspondant à celles des moteurs à simple ou à double enroulement, on utilise, conformément à l'invention, un induit divisé longitudinalement en deux ou plusieurs parties comportant, en proportions convenablement choisies, les unes un enroulement simple, les autres un enroulement double, les encoches de l'un des type d'enroulement pouvant ou non se trouver en ligne axiale avec les encoches de l'autre type d'enroulement, les deux types d'enroulement pouvant ou non être séparés par des bagues de court-circuit rivées aux conducteurs ou coulées en même temps que l'enroulement lui-même, Des exemples de ces moyens sont donnés aux figures 1 et 2, pour un induit coulé, et aux figures 3 et 4 pour un induit bobiné.
La figure 1 représente une vue de face d'un rotor d'une machine dynamo électrique conforme à l'invention sectionnée en profondeur et la figure 2 une vue en élévation de la même machine*
Sur les figures, 10 représente un noyau composé de tôles en matériau magnétique ayant un certain nombre d'encoches d'enroulement à sa périphérie.
Deux groupes de tôles sont représentés, l'un ayant des encoches 11 de section simple relativement grande tout autour de la périphérie du rotor; l'autre groupe ayant des encoches à section double 21 dont l'une extérieure relativement faible 12 et l'autre intérieure relativement grande 13* Ces deux sections sont réunies par un raccord étroit 14, Des bagues de court-circuit 19 sont ménagées aux extrémités des tôles et sont fixées par coulée, soudage, brasure, soudure, rivetage, ou de n'importe quelle autre manière, aux extrémités des conducteurs pour les réunie entre eux et fermer les circuits*
La figure 3 représente une vue de face d'un rotor constitué d'un certain nombre de groupes de tôles à encoches 10 s'étendant tout le long du rotor, un groupe est constitué de tôles à encoches de section simple 16,
alors que l'autre groupe est constitué de tôles à encoches à sections multiples 21 comportant une section extérieure relativement petite 12 et une section intérieure relativement grande 13. Un même type de conducteurs peut s'introduire dans les encoches 15 et 21, mais les encoches 21 contiennent en plus deux conducteurs additionnels placés dans la partie la plus large de l'encoche.
La figure 4 représente la disposition relative des conducteurs,, ainsi que des bagues conductrices de court-circuit 23 fournissant aux groupes de tôles des enroulements pratiquement indépendants.
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La figure 5 représente une autre forme de l'invention. Les tôles 10 du noyau sont identiques et pourvues d'encoches à simple section 11 et d'encoches à sections multiples 21. Le nombre et la disposition des encoches à sections multiples peuvent être modifiés à volonté. En assemblant le noyau, les tôles sont disposées de manière à ce que les encoches à section simple se prolongent dans les encoches à sections multiples, de cette manière, avec un seul type de tôles on peut réaliser un grand nombre de moteurs de caractéristiques différentes.
Sur la figure 5, on a représenté, à titre d'exemple, un noyau constitua de tôles 10 dans lesquelles sont perforés deux types d'encoches alternées 11 et 21.
Pour atténuer l'effet de la liaison conductrice entre conducteurs homologues des deux cages, l'invention propose de découper les encoches dissymétriquement, comme représenté à titre d'exemple à la figure 6, et de retourner au moins une des tôles de l'armature de l'induit de façon à briser la continuité de la liaison conductrice entre les deux enroulements, Cette discontinuité peut être obtenue de bien d'autres manières conformément à l'invention, par exemple en disposant les tôles par paquets successifs en les retournant l'une par rapport à l'autre comme le représente la figure 7.
La figure 8 représente une disposition visant le même but, suivant laquelle les encoches 13 contenant l'enroulement inférieur de faible résistance et de forte inductance de dispersion sont décalées angulairement par rapport aux encoches 12 contenant l'enroulement extérieur de forte résistance et de faible inductance de dispersion de façon que le conducteur d'interconnexion 14 se trouve incliné sur le rayon moyen passant par l'encoche, Suivant cette disposition, au moins une tôle constituant le noyau de l'induit est retournée par rapport aux autres tôles du paquet de façon à briser la continuité des conducteurs de liaisons entre les enroulements.
Cette disposition présente l'avantage supplémentaire revendiqué par l'invention d'éviter le collagedde l'induit au repos dans le cas où l'inducteur et l'induit présentent le môme nombre d'encoches et de faciliter de cette façon, le démarrage du moteur, Le décalage angulaire peut être égal ou inférieur à une demi-encoche et, dans ce cas, la continuité des raccorda 14 entre enroulements est complètement supprimée;
ou bien, le décalage angulaire peut être supérieur à une demi-encoche comme représenté sur les figures 8 et 9 et dans ce cas il se forme aux croisements des raccords entre enroulementse des
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conducteurs t 0 0 . 4 .... f ................ 0 0
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axiaux de très faible section qui jouent le rôle de cages auxiliaires pouvant, dans certains cas, Influencer favorablement les caractéristiques du moteur. De plus, dans certains cas, le décalage angulaire peut ne pas être multiple d'un pas d'encoche de façon à briser la continuité des conducteurs constituant l'enroulement extérieur.
D'autres dispositions encore peuvent être prises dans le même but conformément à l'invention, parmi lesquelles on peut citer celle qui consi& te à Interposer au moins une fois dans l'épaisseur d'un paquet de tôles constituant l'induit d'un enroulement double, une tôle qui ne comporte pas de fente de liaison entre les logements respectifs de l'enroulement supérieur et de l'enroulement inférieur, comme le représente la figure 10. La figure 11 représente une variante de cette disposition suivant laquelle la continuité du conducteur axial formé par les fentes de liaison entre les enroulements supérieure et inférieur est interrompue en Interposant entre paquets de tôles successifs des anneaux en matière isolante non magnétique couvrant les espaces occupés par ces fentes.
Les mêmes dispositions que celles représentées aux figures 10 et 11 peuvent être utilisées, comme le montrent respectivement les figures 12 et 13, pour atténuer l'effet de l'enroulement extérieur en fonctionnement aux abords du couple maximum de pleine charge en brisant la continuité de cet enroulement par interposition, au moins une fois dans le paquet de tôles, soit d'une tôle ne comportant pas les ouvertures correspondant aux conducteurs constituant l'enroulement extérieur, soit d'un anneau en matière isolante non magnétique destiné à masquer les ouvertures correspondant aux conducteurs constituant l'enroulement extérieur.
Dans les moteurs bobinés, les barres constituant l'enroulement ou les barres constituant liaison entre les enroulements extérieur et intérieur, si elles existent, peuvent être pourvues d'entailles plus ou moins profondes, normales à l'axe du moteur, de façon à augmenter leur résistance au passage du courant.
La figure 14 représente, en perspective, une disposition de ce genre dans laquelle la barre rectangulaire placée sur champ 24,constituant l'enroulement de résistance élevée,est pourvue d'encoches 23. A la figure 15, des barres spéciales 33,constituant l'enroulement de forte résistance, sont logées dans des encoches prévues à cet effet et la barre de liaison 34 est pourvue de fentes 23 perpendiculaires à l'axe du moteur*
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Bien entendu, aussi bien pour les enroulements bobinée que pour ceux qui sont obtenus par coulée, l'enroulement extérieur peut être constitué d'un métal de résistivité plus élevée que celui dont est fait l'enroulement intérieur et cette disposition peut, conformément à l'invention, entrer en combinaison avec toutes les autres dispositions précitées.