BE369461A

BE369461A -

Info

Publication number: BE369461A
Authority: BE

Description

<Desc/Clms Page number 1>
agissant en qualité de negotiorum-gestor de la Société dite Oesterreichisce Siemens-Schuckertwerke à Vienne,Autriche.

Dans le cas de voies normales monophasées, la fréquence du réseau n'a pas pu être élevée au-dessus de 25 hertz. Il y a bien des réalisations isclées de voies monophasées allant jusqu' à 50 hertz,mais ce sont des voies accesscir es avec de faibles puissances des moteurs. L'exploitation des voies monophasées a dû au contraire se contenter jusqu'à présent d'une fréquence beaucoup plus basse ( 16 2/3 Hz). Une des causes principales de ceci réside dans les conditions d'une bonne commutation.

La tension d'étincelle de transformateur entre deux lamelles de collecteur,qui est proportionnelle au flux de force et à la fréquence de celui-ci,ne peut être compensée, avec les moyebs actuels,que pour un nombre de tours unique préféré de fonctionne- ment du moteur et se fait sentir de plus en plus fortement lors- que le nombre de tours du moteur diminue jusqu'à l'arrêt.

Un semblable moteur pourrait donc répondre mêmepour 50 Hz. une zone déterminée de nombre de tours mais ne suffirait pas pour les mêmes conditions de démarrage que les moteurs actuelle- ment usuels de 16 2/3 Hz.

La seconde raison contre la fréquence jus élevée réside dans la nécessité d'obtenir un facteur de puissance aussi élevé que possible. La chute de tension inductive er,,it proportionnellement avec la fréquence du réseau et est par conséquent pour 50 Hz. trois fois aussi grande que pour 16 2/3 Hz. Le facteur de puis- sance est alors d'autant plus mauvais.

Du facteur de puissance et de la chute de tension inductive dépend la caractéristique du nombre de tours du moteur. Plus est grande la chute de tension inductive, plus est petit le moment de rotation pour lequel, en cas de tension donnée,on atteint pour le nombre de tours nul le point de court circuit et plus sont grandes par conséquent les variations du nombre de tours en cas de variations de la cha.rge. Les moteurs trop souples pour le nom- bre de tours exigent pour conserver un état stable désiré une surveillance et un réglage permanents,ce qui est irréalisable dans l'exploitation des grandes voies à résistance de roulement fortement variable.

La présente invention ecncerne une macine monophasée à collecteur pour des fréquencesde réseau am-delà de 25 Hz, en particulier un moteur à collecteur,en série ,pour 50 Hz,qui satisfait aux conditions mentionnées. Suivant la présente inven- tion,la machine comporte en combinaison un enroulement bouclé connu avec un nombre accru de lamelles et su outre des pôles
EMI2.1
de e<=in1=1nta.tion avec champ de commutation dE:')lH's5,J a tension de transformateur entreles lamelles voisines du collecteur pouvant être rendue égale ou inférieure à. la tension de commutaticn du courant,par barre,.pour le nombre de tours préféré en fonctionne- ment.

La tension d'étincelle de transformateur est ainsi limitée et d'autre part on obtient un bon facteur de puissance et par conséquent une caractéristique satisfaisante de nombre de tours.

Avec les enroulements d'induit @rdinaires qui donnent pour des fréquences au-dessus de 25 Hz. des tensions d'étincelles de trans formateur beaucoup trop élevée,la présente invention ne peut d'ailleurs pas être révisée. Il y a toutefois des genres d'enroulements spéciaux qui seront employés dans la combinaison suivant la présente invention pour des moteurs mono-phases à collecteur, au-delà de 25 Hz. Ce sont les enroulements à nombre de lamelles accru,c'est à dire comportant plus d'une lamelle par spire des fil les d'enroulements.

A cette catégorie appartiennent par exemple les enroulements bouclés connus pour la construction de machines à courant continu et utilisés dans des cas isolés seulement pour des moteurs à collecteur sans pôles de commutation en vue de supprimer d'autres difficultés,enroulements qui ccmportent des liaisons intermédiaires entre les têtes des bobines et les 1 amelles de collecteur dont le nombre est augmentent en outre les enroulements à fausses lamelles sur le collecteur et qui sont reliés de façon complètement isolée ou aux larges proprement dites raccordées à l'enroulement,par des diviseurs de tension ohmiques, inductifs ou capacitifs. Entre deux lamelles voisines il n'y dans tous ces enroulements qu'une partie,par exemple la moitié de la tension de spires de transformateur de l'ensemble du champ du pôle qui agit .

La fig. 1 représente un semblable enroulement connu en luimême, à nombre de lamelles accru. Une lamelle sur deux du collecteur,est raccordée au moyen d'un organe de liaison intermédiaire @ a à travers l'anneau de tôle de l'induit aux points de branchement I,II,III,etc,des têtes de bobine. L'enroulement possèdes, à cause des liaisons intermédiaires à conduire en-dessous du paquet de tôles,une certaine parenté avec l'enroulement en anneau. Pour obtenir avec 50 Hz un bon facteur de puisscnce,il faut encore une charge de courant d'induit élevée avec une vitesse périphérique aussi grande que possible de l'induit. Il faut par conséquent pouvoir atteindre avec l'enrobement une haute tension de commutation de courant.

L'enroulement peut donc être employé,pour le commutation bien marqués et des champs de commutation déphasé en outre @

tous les circuits de court-circuit des balais doivent recevoir une inductivité aussi égale que possible. Le nombre des liaisons intermédiaires a correspond à la moitié du nombre de lamelles du connecteur. Dans ce cas;chaque lamelle du collecteur partici- pe pleinement à la commutation du courant;qui s'effectue séparément pour chaque barre, de scrte q- e la tension de ecmmu- tation du courant diminue considérablement. Des liaisons de compensation A assurent la répartition uniforme du courant.

Le nombre des liaisons intermédiaires peut être réduit par lefait que des liaisons de compensation sent disposées des deux côtés de l'induit suivant la fig. 2. Le nombre des liaisons intermédiaires a vaut alors le nombre des lamelles de collecteur pour une paire de pôles.

Ces enroulements sont considérablement améliorés suivant la présente invention par le fait que l'on écarteles liai-sons in- termédiaires exécutées sous le paquet et comoortant tous les inconvénients de l'enroulement en anneau. Suivant la présente invention,les pôles reçoivent en effet des zones exemptes de fer et par conséquent pratiquement exemptes de champ par les- quelles on fait passer les liaisons intermédiaires à commuter.

Ces dernières ne doivent donc plus passer à travers les anneaux de tôle de l'induit et peuvent s'étendre au contraire à la pé- riphérie de l'induit,de préférence dans les rainures de 7'en- roulement. La fig. 3 montre le schéma de l'enroulement avec les pôles subdivisés, la fig. 4 une section transversale de rainure.

Les zones exemptes de fer ou exemptes de champ dans les pâles principaux ont apprôximativement la même largeur que les champs de commutation mesurés à la périphérique de l'induit. Les liaisons intermédiaires sontavantageusement ,suivant la fig. 4 placées directement à l'ouverture de la rainure; en-dessous de celle-ci se trouve l'enroulement de travail en deux cxouches sous la forme d'enroulements en barres. Pour obtenir le nombre de conducteurs le plus petit possible ,choque rainure de l'in- duit contient au maximum tros conducteurs : deux barres d'en- roulement s et t et une liaison intermédiaire .

,Pour que les zônes exemptes de fer restent aussi réellement exemptes de champ, les enroulemnts d'excitation des pôles partiels sont séparés l'un de l'autre, les zônes de sépara- tion sont donc entourées de petits enroulements d'excita- tion.

Le soindage des pôles peut encore être poussé plus loin. Les pôles se subdivisent alors non pas seulement en deux mais en plusieurs pôles partiels chacun. Par rapport à un enroulement bouolé ordinaire, le collecteur acquiert au- tant de fois plus de lamelles qu'on a fait de subdivisions du pôle principal. La tension d'étincelles de transformateur entre des lamelles voisines s'abaisse dans le même rapport que le flux de force du pôle partiel.

Les surfaces de spires de l'enroulement peuvent encore, suivant un développement de la présente invention, être subdivisées non pas par des liaisons intermédiaires s'étendant axialement mais aussi par des liaisons intermédiai- res s'étendant transversalement, ce qui présente différents avantages. Les formes de réalisation de l'invention décrites jusqu'à présent, comportant des fentes longitudinales dans les pôles, donnent des machines à grand diamètre mais à lon- gueur à peu près égale à celle des machines normales. Aveo des fentes transversales d'après les exemples suivants de réa- lisation, la maohine devient au contraire plus longue dans le sens axial et conserve par oonséquent le diamètre normal.

Ceoi est particulièrement avantageux dans les endroits où l'on dis- pose de relativement plus de hauteur que de surface horizonta- le pour le montage de la machine à collecteur, comme par exem- ple pour les moteurs de locomotives électriques. De semblables moteurs sont établis le mieux avec un arbre vertical.

Suivant la présente invention, dans les enroulements à collecteur à nombre de lamelles accru, les liaisons intermé- diaires entre les têtes d'enroulement et les lamelles supplé-

mentaires du collecteur sont conduites en partie dans le sens de la périphérie, avantageusement par des zônes exemptes de fer à la périphérie de l'induit. Elles sont à cet effet composées de parties conductrices induites en sens inverse et ces par- ties sont avantageusement reliées ensemble à travers les zô- nes exemptes de fer. A cet effet, le paquet de tôles de l'in- duit et du stator est subdivisé de la façon qui est représen- tée à la figure 5.

La liaison intermédiaire a passe en un en- droit quelconque à travers le premier paquet de tôles partiel n et ensuite à travers le second paquet s, en un endroit éoar- té d'un pas polaire. Le conducteur de liaison est ainsi subdi- visé en deux moitiés induites en sens opposé de sorte que par la rotation dans le champ de la machine il ne s'y produit au- cune tension. La subdivision de la tension d'étincelles de transformateur se fait ainsi de la même manière que dans les enroulements décrits précédemment.

On placera avantageusement, comme on l'a supposé à la figure 5, les parties des liaisons intermédiaires s'éten- dant dans le sens de l'axe en des endroits tels de la périphé- rie de l'induit que les conducteurs de liaison faisant la com- mutation se trouvent dans les zones de commutation. La tension produite par rotation dans les moitiés opposées l'une à l'au- tre devient ainsi minima et la probabilité de la naissance de courants accidentels de compensation est encore plus petite.

Lorsque les conducteurs de liaison sont placés dans les zônes de commutation exemptes de champ, il ne faut plus observer la condition que des parties exactement égales de ces conducteurs soient induites en opposition. Car aussi longtemps que ces conducteurs se trouvent en dehors des zones de commutation, ils sont interrompus aux lamelles du collecteur et il ne peut se produire de courants de compensation. On obtient ainsi la possibilité d'une subdivision impaire du champ.

@ Suivant la figure 6, le paquet de tôles de l'induit et du stator est subdivisé chaque fois en trois paquets par- tiels et entre deux lamelles de collecteur (I et 4)raccordées aux bouoles de l'enroulement, on a intercale deux lamelles supplémentaires (2 et 3). L'un des conducteurs de liaison a passe par une zône de subdivision exempte de champ, le second conducteur de liaison b passe par la seconde. La tension d'é- tinoelles de transformateur est ainsi subdivisée en trois parties.

Dans les formes de réalisation suivant les figures 5 et 6, l'enroulement d'induit peut être placé de la manière usuelle à travers tous les paquets partiels et il en est de même de l'enroulement de compensation et de pôle de commuta- tion dans le stator. L'enroulement d'excitation est avanta- geusement placé séparément autour de chaque paquet partiel, ce qui évite de façon sûre une influenoe exercée sur le con- duoteur de liaison par des restes du champ principal dans la zône de zubdivision. Eventuellement, les paquets de tôle par- tiels peuvent être désaxés l'un par rapport à l'autre ce qui permet de réduire leur distance, c'est-à-dire la largeur de fente entre les paquets.

Une semblable forme de réalisation est représentée à la figure 7. Les barres d'induit et les conducteurs de liaison sont ici avantageusement coudés vers les côtés opposés, ce qui produit également une économie de place dans le sens axial et rend possible une diminution de la largeur de fente.

Les coudes des côtés des bobines et des conducteurs de liaison se trouvent en deux ou plusieurs oou- ohes l'un au-dessus de l'autre.,
Dans les formes de réalisation suivant les figures 5 à 7, les parties des liaisons intermédiaires s'étendant dans le sens de l'axe sont posées comme dans l'enroulement suivant les figures I à 4, dans des rainures d'enroulement à la périphérie de l'induite avantageusement dans les mêmes

rainures que les côtés des bobines de l'enroulement et de préférence près de l'ouverture des rainures. Le nombre de conducteurs est choisi aussi petit que possible, en particu- lier pour les fréquences plus élevées.

Il vient donc se pla- cer pour une liaison intermédiaire au maximum trois conduc- teurs dans une rainure comme on l'a déjà décrit plus haut (deux barres d'enroulement s, t et une liaison intermédiaire a, figure 4) ou bien dans le'cas de deux liaisons intermé- diaires quatre conducteurs (deux barres d'enroulement s, t et deux liaisons intermédiaires a, b figure 6). On peut de la manière déorite, subdiviser aussi fortement qu'on le dé- sire le champ et la tension d'étincelles de transformateur.

Les enroulements décrits peuvent également être combinés entre eux par le fait qu'on utilise sur le même in.. duit des bobines et des liaisons intermédiaires de types dif- férents.

REVENDICATIONS : z ¯ .... ¯ ¯ ¯ ¯
I.- Machine monophasée à collecteur pour des fré- quenoes de réseau dépassant 25 Hertz, caractérisée par un enroulement bouclé connu en lui-même, à nombre de lamelles accru, et par des pôles de commutation à champ de commutation déphasé, dans le but de rendre la tension de transformateur entre des lamelles voisines du collecteur égale ou inférieu- re à la tension de commutation de courant par barre pour le nombre de tours préféré de fonctionnement.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

2.- Machine monophasée à collecteur pour des fré- quenoes de réseau dépassant 25 Hertz, suivant la revendica- tion I, caractérisée en ce que 11 enroulement d'induit est réalisé d'une manière connue sous la forme d'un enroulement bouclé avec des liaisons intermédiaires (centre les têtes de bobine et le collecteur, enroulement dans lequel entre des lamelles voisines du collecteur et une partie seulement de la <Desc/Clms Page number 9> tension de spire de l'ensemble du ohamp de pôle est trans- mise à la façon d'un transformateur.

3.- Machine monophasée à collecteur, en partiou- lier pour de hautes fréquences de réseau, suivant les re- vendioations I et 2, caractérisée en ce que les pôles con- tiennent, par exemple en leurs centres, des zônes exemptes de fer (exemptes de ohamp) et en ce que les liaisons inter- médiaires (a) s'étendent à la périphérie de l'induit.

4.- Machine monophasée à collecteur, en partiou- lier pour de hautres fréquences de réseau, suivant la re- vendication 3, caractérisée en ce que les zônes exemptes de fer ont approximativement la même largeur que les champs de commutation mesurés sur la périphérie de l'induit.

5.- Machine monophasée à collecteur, en partiou- de réseau lier pour de hautes fréquences/suivant les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les pôles principaux sont sub- divisés plusieurs fois par des zônes exemptes de fer en- dessous desquelles s'étendent des liaisons intermédiaires effectuant la oommutation.

6.- Machine monophasée à collecteursuivant les revendioations I à 5, caractérisée en ce que les liaisons intermédiaires entre les têtes d'enroulement et les lamel- les supplémentaires du collecteur s'étendent en partie dans le sens de la périphérie.

7.- Machine à collecteur suivant la revendication 6, caractérisée en ce que les liaisons intermédiaires sont composées de plusieurs pièoes conductrices induites en sens opposé, avantageusement décalées d'un pas polaire l'une par rapport à l'autre.

8.- Machine à oolleoteur suivant la revendioation 7, oaraqtérisée en ce que les parties des liaisons intermé- diaires s'étendant dans le sens de l'axe sont posées de tel- le façon que les liaisons produisant la commutation tombent <Desc/Clms Page number 10> dans les zônes de commutation.

9.- Machine à collecteur suivant les revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les paquets de tôles de l'in- duit et du stator sont subdivisés en deux ou plusieurs pa- quets partiels disposés à la suite l'un de l'autre dans le sens axial, et dans les intervalles desquels s'étendent les liaisons intermédiaires de l'enroulement à collecteur.

10.- Machine à collecteur suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'enroulement d'exoitation de la pârtie inductrice est constitué par plusieurs enroulements partiels qui se trouvent à coté l'un de l'autre ou l'un der- rière l'autre dans.le sens axial et qui entourent séparé- ment les paquets partieis.

Il.- Maohine à collecteur suivant les revendica- tions 9, 10, caractérisée en ce que lours paquets de tôles partiels sont décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de la périphérie.

12;- Machine à oolleoteur suivant les revendica- tions 9 à II, oaraotérisée, en ce que l'enroulement d'induit et les liaisons intermédiaires sont coudés vers les côtés opposés et en ce que leurs coudes sont superposés en deux ou plusieurs couchée.

13.- Machine à oolleoteur suivant les revendica- tions I à 12, caractérisée en ce que les parties des liai- sons intermédiaires qui s'étendent dans le sens de l'axe passent par des rainures d'induit, avantageusement par les mêmes rainures que les côtés des bobines de l'enroulement et près de l'ouverture des rainures.

14.- Machine à oolleoteur suivant la revendication 13, caractérisée en ce que les rainure d'induit contiennent, outre les parties s'étendant axialemcnt des différentes liai- <Desc/Clms Page number 11> sons intermédiaires, deux conducteurs d'enroulement seule-. ment.

15.- Machine à collecteur suivant les revendioa- tions 6 à 14, caractérisée an ce qu'elle est disposée aveo un arbre vertical de façon que les parties médianes des liai- sons intermédiaires coudées s'étendent à peu près horizontalement.