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Perfectionnements aux machines électriques à collecteur:
La présente invention concerne les machines élec- 'triques à collecteur, à courant continu et à courant alter- natif, machines dont le fonctionnement est basé sur l'effet conjugué de deux éléments fondamentaux, à savoir, un champ magnétique et un induit disposé à l'intérieur ou autour de ce champ, cette combinaison visant à produire un résultat mécanique en partant d'un état électrique et vice versa, comme par exemple, dans les moteurs, les génératrices et les survolteurs électriques-
L'invention vise à établir une'machine électrique du type à collecteur, pouvant servir de moteur, de généra- trice ou de survolteur et dans laquelle les bobinages de, l'induit sont posés dans ou autour de l'élément fixe exté- rieur ou stator,
tandis que les bobinages inducteurs sont posés dans ou autour de l'élément intérieur rotatif @ ou rotor et commutés de telle manière que, nonobstant la ro- tation de l'équipage inducteur constitué par les enroulements de rotor et de champ, les axes du champ magnétique engendré par l'équipage rotatif restent dans des positions pratique- ment constantes par rapport au stator, bien que les positions
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instantanées de ces axes traversent cjncl..i,qae=...ei;1 ; mais a sens unique, un arc éal l'angle formé entre J.,=',3 grands axes des lames de collecteur adjacentes, ou de bobines de champ adjacentes) que l'un ou l'autre angle est plus jrand.
Dans la pratique courante, la construction de telles machines consiste à enrouler 1' induit sur le rotor ou organe mobile et les inducteurs sur le stator ou organe fixe' L'inventeur a constaté que souvent il est préférable
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d'inverser cette disposition, c'est-à-dire, d'enrouler l'in- duit sur le stator et le bobinage inducteur sur le 1'0 GO:!:', cela pour les raisons s1.dva'Ltes.
Premièrement) l'induit doit ordinairement véhicu- 1er une puissance plus élevée que ce n'est le cas du bobi- nage inducteur et sera donc enroulé de préférence sur le stator qui possède généralement, ou peut aisément être éta-
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bli de façon à posséder un poids, des dimensions, une super- ficie et un pouvoir dissipateur 'Je chaleur, nlus élevés que ceux du rotor.
Deuxièmement.; le courant moins élevé généralement requis par le champ permet l'emploi d'un collecteur et de balais plus petits, pour une machine de puissance donnée.
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Troisièmement, la puissance morns élevée, pénéra- lement requise par l'enroulement de champ permet d'em.ploycr un rotor plus petit et plus léger, qui, conjointement avec la rédaction réalisable des dimensions du collecteur, con-
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fOrü8rr1ent au parasraphe précédent, facilite un-j accélération et une décélération rapides -
Selon l'invention,
un enroulement inducteur rota- est bobiné d'une manière distributive autour d'un organe ,le support de préférence dans des encoches orientées dans
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le sens (le axe conformément sux 'principes et è 18 prati- que établis, par exemple, les encoches généralement fl<i* .s t 1 - nées au bobinage induit des rotors.
L'enroulement peut
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comporter un pas tel et êtreconnecté et commuté de telle manière, qu'on obtienne n'importe quel nombre de pôles vou- lu et,dans le cas d'une machine à courant alternatif, n'im- porte quel nombre de phases. Toutefois, pour des raisons de clarté et de simplicité, la description générale qui suit est limitée à un enroulement inducteur rotatif à circuit unique, c'est-à-dire, un enroulement inducteur rotatif ne comportant que deux pôles et deux balais décalés à 180 , et convenant, comme tel, au fonctionnement avec du courant continu ou du courant alternatif monophasé.
Le rotor inducteur suivant l'invention a pour but d'engendrer un champ magnétique dont l'axe principal reste sensiblement fixe, nonstant la rotation de ses enroulements, cette condition étant réalisée théoriquement par la commuta- tion des bobines individuelles lors de leur passage sur l'axe principal du flux, au moment précis où elles coïncident avec cet axe.
Toutefois, dans la pratique, on constate que l'axe principal du flux n'est pas réellement fixe, mais tend à os- ciller suivant un arc égal à l'angle formé entre deux bobines suecessives du rotor ou entre deux lames successives du.col- iecteur; par conséquent, il est indiqué de munir le rotor d'un grand nombre de bobines et de lames de collecteur, de façon à réduire autant que possible l'angle entre deux bo- bines ou deux lames voisines, afin de réduire ainsi l'arc d'oscillation de l'axe principal du flux, de façon qu'il puisse s'approcher davantage d'un axe fixe idéal.
On a éga- lement constaté que le phénomène appelé ici "oscillation" n'est pas une oscillation véritable dans le sens généralement ac- cepté, étant donné qu'il constitue un mouvement qui se repr'o- duit d'une manière cyclique mais asymétrique, en ce qui con- cerne le temps, suivant le même arc, sa représentation gra- phique ayant l'allure d'une onde simple en dents de scie à
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"retour" in-tcé'* En effet,'l'axe se déplace d'une course correspondant à l'arc précité, et cela dans le sens de la @
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rotation du rotor et à la vitesse angulaire de celui-ci) pour réapparaître au bout de cette course, sans intervalle
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de te et sans retraverser l'arc en question1extrémité initia.le de celui-ci,
point à partir duquel le cycle se ré- pète. De cette descriDtion. il ressort aue l'axe du champ se
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0. /,> .4, déplace suivant un arc de cercle, pour réapparaitre/Ynstan- tanément à son point de départ, sans s'être aucunement dé- placé vers celui-ci.
On constate en outre. que la répartition du flux magnétique autour d'un rotor inducteur selon l'invention tend vers la forme d'une onde sinusoïdale de 360 dont le flux maximum coïncide avec l'áxe principal du flux, la po- sition de flux minimum ou zéro étant décalée par rapport à cet axe de la moitié du pas polaire.
La rais on de ce com- portement est que les champs magnétiques individuel,,,, des bobines individuelles du champ se combinent d'une manière vectorielle, les champs des boucles immédiatement au droit du point de commutation formant des vecteurs opposés et de ce fait, s'annulant mutuellement) tandis que les champs des bobines décalées d'un demi-pas polaire de part et d'autre du point de commutation s'ajoutent, tandis que ceux des bobina qui occupent une position intermédiaire sont en quadrature et, par conséquent, ne sont ni additifs, ni soustractifs les uns vis-à-vis des autres*
On constate que, grâce à cette forme de répartition de flux,
et lorsque le champ du rotor selon 1--invention est excité par du courant alternatif, les potentiels débites, qui apparaissent dans les enroulements inducteurs, sont ré- partis sur le pourtour occupé par ceux-ci) de la même ma- nière que le flux magnétique, mais sont décalés d'un demi- pas polaire par rapport à celui-ci;
en d'autres termes', les potentiels débattes sont répartie sous la forme d'une sinu- soïde dont leminimum est situé dans la position des balais
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et dont le maximum est décalé d'un demi-pas polaire par rapport à cette position, cette sinusoïde prenant en réalité l'aspect d'une onde de tension stationnaire entourant la pé- riphérie du rotor et dont les noeuds sont situés aux points de commutation- Ce potentiel est distribué selon la formule 1 + Sin (A-90 ), où A désigne l' angle de décalagepolaire par rapport au point nodal, c'est-à-dire, par rapport au point de commutation et où un.pôle est censé comporter 360 .
A titre d'application pratique d'un système d'in- ducteurs rotatif selon'l'invention, un rotor inducteur d'une machine bipolaire à courant continu ou à courant. alternatif monophasé peut être bobiné avec un pas de 180 , les balais étant décalés à 180 , tandis que le rotor inducteur d'une machine triphasée peut être conçu pour un couplage en trian- gle, moyennant bobinage avec un pas de 120 et la prévision de trois balais décalés à 120 .
Un induit-stator destiné à un système d'inducteurs rotatif est de préférence bobiné d'une manière distributive, par exemple, dans des encoches axiales de la périphérie inté- rieure d'un stator circulaire. Cependant, il est souvent indi- qué de réduire l'auto-inductance effective d' un induit, pour détenir une réaction plus rapide dans une machine à courant continu, pour améliorer le facteur de puissance dans une ma- chine à courant alternatif et-dans les deux types de machi- nes- pour réduire le champ transversal dû à l'induit, ainsi que les effets indésirables dûs aux potentiels engendrés par ce champ transversal dans les spires du système d'induc- teurs rotatif, soumises à la commutation.
A cette fin, on prévoit de préférence des enroulements ou des pôles compen- sateurs, de façon à neutraliser autant que possible 1' indue- tance de l'induit. Dans une machine comportant un.induit stator selon la présente invention, ces enroulements 'ou pôles com- pensateurs, dont le couplage peut être conductif ou inductif,
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peuvent être prévus sur la périphérie intérieure du stator, dans des positions situées dans ou vers l'axe neutre du champ)
et sont de préférence conçus de façon à comporter aussi peu de liaisons d'accouplement que possible avec le flux inducteur mais autant que possible avec le flux d'in- duit.
Selon une variante, les conducteurs de compensation peuvent être logés dans des rainures axiales situées sur la périphérie extérieure de la couronne de l'induit-stator; lorsque, dans une telle construction, les enroulements sont couplés de telle manière que les conducteurs compensateurs logés dans une encoche extérieure sont parcourus par un cou- rant dans la, même direction axiale que les conducteurs actifs d'une encoche intérieure, voisine dans le sens radial, on obtient un degréde compensation élevé)
d'où un induit pré- sentant une faible auto-inductance et donnant lieu à un champ transversal faible ou négligeable.
R e v e n d i allons.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.