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"Enroulement unique d'excitation et de commutation pour
EMI1.1
excitatrices polyphasées à excitation série ou compound"
L'invention se rapporte aux excitatrices polypha- sées à excitation série ou compound à collecteur employées pour améliorer le facteur de puissance des moteurs asyn- chrones polyphasés. Elle a pour objet un enroulement unique d'excitation et de commutation pour ce genre d'exci- tatrices à collecteur.
Il a été reconnu que les enroulements polyphasés à pas diamétral employés pour l'excitation des machines polyphasées ne suffisent pas pour assurer un bon fonctionne- ment des excitatrices série à collecteur. Par suite du dé- calage des balais nécessaires pour obtenir l'auto-excitation, les balais se trouvent en effet dans une zône où la com- mùtation est mauvaise.
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Suivant l'invention, on assure à la fois l'excita- tion et une bonne commutation au moyen d'un enroulement unique obtenu, à. partir d'un enroulement polyphasé série du type normal à bobines identiques et à. pas diamétral, en décalant de 90 électriques la moitié du nombre de bobines dans chaque phase et dans chaque groupe de bobines correspondant à une paires de pôles, de manière qu'entre les demi-groupes ainsi séparés des bobines d'une phase viennent s'intercaler des demi- groupes analogues des bobines des autres phases.
Cet enroulement crée des renforcements du flux aux endroits de l'entrefer coupés par les spires commutées, ce qui permet de réaliser une bonne commutation sans avoir recours à des enroulements de commutation spéciaux.
Le dessin annexé montre à titre d'exemple d'exécu- tion de l'invention un enroulement triphasé série unique d'ex- citation et de commutation, à deux rôles, constitué de 24 faisceaux de conducteurs répartis à la périphérie du stator d'une excitatrice triphasée série à collecteurj
La Fig. 1 est une vue schématique montrant la dis- position angulaire des trois phases de l'enroulement unique et des balais par rapport au collecteur d'une excitatrice série du type courant.
La Fig. 2 est un diagramme vectoriel des ampères- tours statoriques et rotoriques et les ampères-tours résul- tants dans cette excitatrice.
La Fig. 3 représente le schéma de l'enroulement unique bipolaire d'excitation et de commutation suivant l'invention.
Les Figs. 4 à 6 sont des diagrammes vectoriels, rapportés à la périphérie du stator, des ampères-tours sta- toriques.
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Comme le montre la Fig. l, une excitatrice triphasée série, dont le rotor est commandé par le moteur asynchrone à compenser ou par un moteur auxiliaire, comporte un collecteur a dont les lames sont raccordées à l'enroulement rotorique et sur lequel appuient les balais b reliés aux trois phases respectives c de l'enroulement statorique. Les balais sont décalés d'environ 30 électriques en arrière sur le sens de rotation du rotor.
Comme les entrées des trois phases de l'enroulement statorique sont reliées aux bagues du moteur asynchrone à compenser, les enroulements du rotor et du sta- tor sont parcourus par les mêmes courants et, par suite de ladisposition des balais sur le collecteur, les vecteurs re- présentant respectivement les ampères-tours du stator Ns (Fig. 2) et ceux du rotor Nr sont décalés entre eux de 30 électriques et donnent une résultante N a qui provoque l'auto- excitation de l'excitatrice.
Dans l'enroulement bipolaire triphasé représenté à titre d'exemple d'exécution de l'invention sur la Fig.3, les bobines du stator sont logées dans 24 encoches dont cha- cune contient un côté de bobine ou faisceau de conducteurs distinct. Les entrées et les sorties des trois phases de l'en- roulement sont désignées par u, v, w, et x, y, z, respective- ment. En considérant l'une des phases, celle par exemple dont l'entrée est désignée par u et la sortie par x, on se rend compte que les faisceaux de conducteurs de cette phase de l'enroulement sont répartis par paires d'encoches voisines espacées sur la périphérie du stator de deux paires d'enco- ches contenant les conducteurs des deux autres phases.
Les connexions entre les bobines sont choisies de telle manière que les courants dans deux encoches voisines aient le même sens et que, suivant la périphérie du stator, deux paires de
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faisceaux parcourus par le courant dans un sens alternent avec deux paires de faisceaux parcourus par le courant dans l'autre sens comme l'indiquent les flèches.
Si l'on désigne par 1, 2, 3, 4 et 11, 21, 31,41 les faisceaux de conducteurs de la phase u-x, ces conducteurs forment dans un enroulement bipolaire normal, à, pas diamétrale deux groupes 1, 2,3,4et 11, 21, 31,il 41 séparés entre eux par 180 électriques. A partir d'un tel enroulement on obtien- dra la phase u-x de l'enroulement suivant l'invention en déca- lant de 90 électriques de gauche à droite, c'est-à-dire de six pas dentaires dans le cas considéré, la moitié (3, 4 et 31, 41) de chacun des groupes 1, 2, 3, 4 et 11, 21, 31, ,Il con- sidérés. En procédant de la même manière pour les deux autres pha.ses de l'enroulement à pas diamétral on obtient la répar- tition des faisceaux de conducteurs à la périphérie du stator représentée sur la Fig. 5.
Le sens des courants dans chaque faisceau de conduc- teurs est indiqué par les flèches. Lorsqu'on considère les ampères-tours rapportés à. chaque pairede faisceaux de conduc- teurs d'une même phase logés dans deux encoches voisines, on obtient le diagramme vectoriel, rapporté à la périphérie du stator. La Fig. 4 est un tel diagramme dans lequel on ne con- sidère que les ampère-tours d'un côté des bobines de l'en- roulement, tandis que la Fig. 5 est le diagramme correspon- dant pour l'autre côté des bobines du même enroulement.
L'ensemble de ces diagrammes donne un diagramme étoilé à six pointes (Fig.6). On se rend compte diaprés ce diagramme que les ampères-tours sont renforcés précisément aux endroits de l'entrefer par lesquels passent les spires commutées et que la commutation se trouve ainsi améliorée.
Pour appliquer l'invention à un enroulement série multipolaire et polyphasé quelconque d'une excitatrice série ou compound, il suffit d'observer la règle suivant laquelle
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-en partant d'un enroulement normal à pas diamétral- on déca- le de 90 électriques la moitié du nombre de bobines de l'enrou- lement dans chaque phase de celui-ci et dans tous les groupes de bobines correspondant à une paire de pôles, de manière qu'en- tre les demi-groupes des bobines d'une phase s'intercalent les demi-groupes des bobines des autres phases.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exci- tatrices polyphasées à auto-excitation et elle peut, par exemple, être étendue aux moteurs polyphasés à collecteur à caractéristiques asynchrone ou aux excitatrices polyphasées à excitation par le réseau.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Enroulement série unique d'excitation et de com- mutation pour excitatrices polyphasées série ou compound ou pour machines électriques analogues, caractérisé en ce que cet enroulement est obtenu à partir d'un enroulement normal à pas diamétral par le décalage de 90 électriques de la moitié du nombre de bobines dans chaque phase de l'enroulement et dans chaque groupe de bobines correspondant à une paire de pôles, de manière qu'entre les demi-groupes ainsi séparés des bobines d'une phase s'intercalent les demi-groupes analogues des bobines des autres phases.