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MACHINES ELECTRIQUES*
L'invention se rapporte aux machines électriques et, en particu- lier, elle concerne les moteurs possédant un noyau feuilleté et des conducteur coulés.
Il existe de nombreuses méthodes permettant de construire des induits feuilletés à conducteurs coulés pour moteurs électriques. Ces méthodes peuvent être, d'une façon générale, réparties en deux groupes : le premier se rapporte aux rotors où les encoches des enroulements s'étendent jusqu'à la périphérie ; ces rotors sont connus sous le nom de "rotors à encoches ouvertes': Le second groupe se rapporte aux rotors où les encoches d'enroulements ne s'étendent pas jusqu'à la périphérie; ces rotors sont connus sous le nom de "rotors à encoches fermées*%
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Chacun de ces types de rotors possède des caractéristiques qui peuvent être indésirables dans certaine cas.
Lorsqu'on opère la coulée des enroulements dans le type "à encoches ouvertes", le métal constituant le con- ducteur tend à remplir l'ouverture des encoches entre les dents adjacentes.
Il en résulte que le flux magnétique traversant l'entrefer entre le rotor et le stator de la machine est coupé par cette portion des conducteurs coulés: il se produit par conséquent des pertes par courants de Foucault. D'autre part, la surface périphérique de ce type de rotors est, en général, travaillée au tour pour en réduire le diamètre et pour obtenir une surface externe lisse.
Cet usinage du rotor et de l'enroulement tend à court-circuiter des tôles ad- jacentes en forçant le métal des conducteurs à pénétrer entre les tôles dans la partie à section rétrécie de l'encoche.
Dans les rotors du type "à encoches fermées" la réactance est, en général, très élevée. En outre, dans ces machines il se produit une diffusion Importante de lignes de force magnétiques aux extrémités de la denture, entre les dents adjacentes de l'induit. Ces deux effts, sont, en général, à éviter dans les machines électriques.
Un objet de l'invention est de prévoir une nouvelle méthode de construction de moteurs électriques dont l'induit est du type à encoches ou- vertes et où les conducteurs d'enroulements ne s'étendent pas jusqu'à la pé- riphérie entre les dentés adjacentes du roor feuilleté.
Les autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris en se référant à la description suivante ainsi qu'aux dessins qui l'accompa- gnent, donnés simplement à titre d'exemple et dans lesquels
La Fig.l est une vue en perspective du rotor d'une machine élec- trique où est réalisée l'invention;
La Fig.2 est une vue de profil représentant un noyau au cours d'une phase particulière de la construction;
La Fig.3 est une vue agrandie d'une partie du noyau feuilleté avait la coulée des conducteurs;
La Fig.4 est une vue en coupe à travers le noyau représenté à la @ Fig. 3 après que les conducteurs ont été coulés dans les encoches;
La Fig.5 donne les dimensions périphériques du rotor avant et après l'usinage;
La Fig.6 représente une autre manière de construire les encoches dans les tôles de l'induit;
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La Fig.7 est une coupe à travers le rotor de la Fig.6 après que les conducteurs ont été coulés dans les encoches, et
La Fig.8 montre les dimensions périphériques du rotor de la Fig.7 avant et après l'usinage.
Se reportant aux dessins, on a montré à la Fig.l, le rotor d'un moteur à cage d'écureuil muni d'un induit 10 comprenant une ouverture centrale 11. Le rotor peut être fixé à un arbre traversant l'ouverture centrale au moyen d'une clavette qui s'engage dans une rainure 12. La cage d'écureuil comprend des conducteurs coulés dans les encoches 13 et réunis entre eux, à chaque extrémité, par un anneau d'extrémité 14. Les conducteurs situés dans les encoches 13 ne s'étendent pas jusqu'à la surface externe de la denture 15;les extrémités des dents sont séparées magnétiquement et électriquement par un entrefer 16. On a trouvé qu'une telle construction réduit la réactance de la machine en même temps que la diffusion des lignes de force magnétiques entre les dents adjacentes.
De plus, on a trouvé qu'avec cette construction, le rendement de la machine était augmenté par suite du meilleur isolement électrique entre les extrémirés de la denture des tôles et par suite de la réduction des pertes par courants de Fouoault dans les conducteurs. On a trouvé qu'il était avantageux de former une série d'encoches 17 dans les tôles 18 et de prévoir une partie de section relativement étroite du côté extérieur des encoches.
Dans le système représenté aux Fig.2, 3, 4 et 5, la partie à section rétrécie est constituée par une ouverture très étroite 19 dont la largeur est de l'ordre de 1 mm ou, en tous cas, inférieure à 1,8 mm.
Lorsque les encoches ont été ménagées dans les tôles de l'induit, on assemble un certain nombre de ces tôles sur un mandrin 20 dans une position telle que les encoches se correspondent. Au moyen d'un boulon 21 on serre les extrémités du mandrin 20 et on maintient ensemble les tôles 18.
Afin d'éviter que le métal en fusion utilisé pour la coulée des conducteurs ne pénètre dans les ouvertures 19 prévues entre les dents 21, on a trouvé qu'il était avantageux de fermer la communication entre les encoches 17 et le côté extérieur de la section réduite 19 en y introduisant une matière de remplissage isolante. Cette matière de remplissage sera choisie fluide mais pouvant être durcie; elle peut être composée d'un mastic semi-fluide, d'un vernis convenable ou tout autre matière analogue dont le durcissement puisse être facilement atteint par séchage ou par chauffage et qui soit, en même
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temps assez adhérent pour ne pas se détacher des rainures lorsque le métal en fusion est coulé dans l'encoche.
Pour introduire la matière de remplissage 22 dans les ouvertures 19 on la place sur un des cylindres en acier 23. La matière de remplissage iso.. lante peut être constituée par un mastic renau fluide par addition d'une certaine quantité de diluant. Les deux cylindres en acier 23 peuvent tourner autour des arbres parallèles 24 supportés par des paliers 25. L'induit feuilleté assemblé est placé sur les cylindres 23 avec son axe parallèle à ceux des cylindres 23 (voir Fig.2). On le met en rotation dans la direction de la flèche 26.
Par suite de la rotation, la matière de remplissage fluide 22 pénètre dans les ouvertures 19 et les remplit ,comme il est montré à la Fig.3 en 27. Ensuite la matière de remplissage 27, qui a pénétré dans les ouvertures 19, est durcie de n'importe quelle manière, par exemple par séchage à l'air ou par cuisson dans un four.
Lorsque la matière de remplissage a été suffisamment durcie, l'induit est placé dans la machine à couler. Ensuite, on coule les conducteurs qui s'étendent donc axialement dans les encoches 17. En outre, deux anneaux terminaux réunissent les extrémités des conducteurs.
Grâce à cette méthode, il n'est pas nécessaire de prévoir un dispositif entourant la périphérie du rotor pour retenir le métal en fusion 28 à l'intérieur des encoches. En effet, la matière de remplissage durcie possède une cohésion suffisante de même qu'une adhésion suffisamment grande avec les surfaces de la denture 21 pour résister à la pression du métal en fusion 28.
En général, il est avantageux de donner au rotor une surface cylindrique lisse, Ce résultat peut être atteint en réduisant le noyau 18 au diamètre final désigné par 29 à la Fig.5. Cette opération peut être accomplie par meulage ou par tournage. Lorsqu'on réduit le diamètre du rotor 18, il faut faire en sorte que le diamètre final soit compris entre ceux qui correspondent aux différentes parties de la section réduite 19. En effet, si le diamètre est réduit au-delà de ces valeurs, au moment de l'usinage de la surface externe, l'outil entrera en contact avec les conducteurs coulés. Par conséquent, le rotor présentera des pertes importantes par courants de Foucault, comme le rotor ordinaire à cage d'écureuil à encoches ouvertes.
A la Fig.6, on a représenté une autre manière de constituer une portion rétrécie à la partie externe des encoches 17. Dans cette construction
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les tôles sont munies d'une série d'encoches fermées dont la portion rétzécie à la partie externe présente la forme d'une entaille en V 30 relativement étroite. On assemble un certain nombre de ces tôles en faisant correspondre les encoches et en les serrant sur un mandrin. On introduit alors la matière de remplissage isolante fluide 31 dans les parties à section réduite 30 des encoches 17. On peut se servir dans ce but d'une matière de remplissage telle qu'un vernis isolant ou un matériau similaire que l'on peut verser dans les encoches. On peut aussi obtenir ce résultat en trempant le rotor dans la matière de remplissage.
Les entailles en V 30 doivent être suffisamment étroites et, en outre, la matière de remplissage doit présenter une cohésion et une adhésion suffisantes pour remplir complètement les entailles en V 30 sans cependant présenter une adhésion trop forte avec les surfaces internes des encoches 17. De cette faqon, les conducteurs coulés auront la dimension voulue sans qu'il soit nécessaire de réduire la largeur des dents.
Après avoir fait pénétrer la matière de remplissage dans les entailles en V 30, on la durcit de n'importe quelle manière et on coule les conducteurs. De cette manière, les conducteurs 32 (voir Fig.7) ne s'étendent pas jusqu'aux parties à section rétrécie constituées par les entailles en V 30.
Afin d'obtenir les avantages résultant d'un enroulement à encoches ouvertes, le diamètre extérieur du rotor est réduit par meulage ou par tournage de manière à ouvrir les entailles en V, par exemple suivant la ligne 33 à la Fig.8
Bien que l'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières données simplement à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions Indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.
RE S UNE:-
L'invention se rapporte aux moteurs possédant un induit à cage d'écureuil dont les conducteurs sont obtenus par voie de coulée. Plus particulièrement, elle permet de construire des moteurs de ce type, dans lesquels les conducteurs sont logés dans des encoches ouvertes ménagées dans l'induit sans que le métal des conducteurs n'atteigne la surface externe de la denture.
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