BE501811A - - Google Patents

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BE501811A
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/12—Asynchronous induction motors for multi-phase current

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Description

       

  MACHINE A CHAMP TOURNANT.

  
Dans les premiers temps du développement des moteurs asynchrones triphasés, ceux-ci étaient réalisés avec pôles saillants et enroulements d'excitation concentriques. Le rotor comportait.le plus souvent un enroulement biphasé en court-circuit. De tels moteurs, incontestablement, fonctionnaient,

  
mais leur rendement n'était absolument pas économique. Ce n'est que lorsque

  
l'on se mit à utiliser les enroulements répartis et les'rotors à cage que

  
l'on obtint des moteurs susceptibles d'une utilisation économique. Par la

  
suite, on s'est toujours efforcé de remplacer les enroulements répartis, particulièrement difficiles à fabriquer, surtout en ce qui concerne les petits moteurs, par des enroulements concentriques, bobinés à la machine, mais toutes ces tentatives ont échoué. Ceci, en particulier, est également vrai pour

  
les moteurs avec rotor en forme de disque, et expansions polaires séparées

  
les unes des autres par des-entrefers incurvés, obliques par rapport au rayon. 

  
Ces moteurs étaient construits d'une manière tellement peu favorable que du seul point de vue de leur fabrication difficile ils n'auraient jamais été susceptibles de réalisation industrielle, et de plus ils étaient inutilisables, pour des raisons physiques, de sorte que depuis des dizaines.d'années tous les moteurs asynchrones triphasés sont construits comme par le passé avec enroulements répartis, et dans les cas où il en résulte des difficultés, comme par exemple pour les moteurs de moins de 150 watts, on passe au:moteur à collecteur.

  
Dans la pratique, on ne rencontre les moteurs à pôles saillants et à enroulements concentriques que dans les compteurs et autres appareils de mesure, de même que dans les tourne-disques et les appareils du même genre,. qui travaillent d'une manière analogue à celle du système_de mesure d'un compteur, et pour lesquels la question du rendement n'a qu'une importance accessoire. Ces moteurs comportent le plus souvent un disque lisse en cuivre ou en aluminium. Leur rendement est très faible, de sorte que de prime abord ils ne conviennent pas pour des puissances notables. Dans le même groupe se classent également les moteurs à pôles fendus du type "Splitphase" ou "Spaltpolmotoren", dont certains des pôles sont supprimés. Mais ces moteurs ont également un très mauvais rendement, et présentent de plus l'inconvénient de

  
 <EMI ID=1.1> 

  
les moteurs asynchrones triphasés, même lorsque l'on n'accorde que peu d'intérêt au rendement, ne doivent être construits qu'avec enroulement réparti.

  
 <EMI ID=2.1> 

  
te de nouvelles recherches, à ce résultat par l'emploi simultané de moyens déterminés, connus en eux-mêmes. On peut établir, notamment dans le domaine des faibles puissances, des machines à champ tournant avec pôles saillants et enroulements concentriques. Suivant l'invention, une telle machine à champ tournant comporte par phase, deux ou un multiple de deux pôles saillants avec enroulements concentriques, bobinés en sens opposé, -le nombre minimum de pôles pour du courant triphasé, est donc de six- et, lorsqu'il s'agit d'un moteur avec rotor en court-circuit, il comporte en outre une armature à cage présentant une résistance relativement faible. Les pôles ou les encoches du rotor sont de préférence disposés de biais.

   La cage diminue considérablement l'action défavorable des harmoniques supérieurs, qui ne contribuent pas à engendrer le couple moteur, et qui rendent difficile la rotation rapide du moteur. Cette action est renforcée par la disposition de biais des pôles ou  des encoches du rotor. Dans ce but, on détermine le recouvrement polaire de l'armature, de préférence empiriquement de manière à obtenir les caractéristiques optima. Les essais ont prouvé que des conditions de service encore acceptables peuvent être réalisées même-avec de faibles facteurs de recouvrement polaire. Par conséquent, on peut éventuellement employer des expansions polaires ne débordant pas latéralement les colonnes polaires. Ceci permet de monter des enroulements préparés à l'avance sur un stator d'une seule pièce sans qu'il faille créer des surfaces de joint.

  
De plus, suivant l'invention, les pôles des différentes phases ou des phases auxiliaires peuvent être composés de deux ou plusieurs pôles partiels à enroulements concentriques. On conserve de cette manière tous

  
les avantages bien connus des pôles saillants et des enroulements concentriques, tout en obtenant, en ce qui concerne le raccordement des différents pôles, une plus grande indépendance. 

  
Suivant l'invention, on peut en outre obtenir une action analogue à celle de l'enroulement réparti par rapport au champ tournant en équipant une partie au moins des pôles partiels d'enroulements partiels, que l'on raccorde à différentes phases, de façon à obtenir une action semblable à celle d'un enroulement réparti. Au lieu de cela, on peut également intervertir dans l'espace, tout au moins d'une manière partielle, les pôles partiels des différentes phases, de manière à obtenir un effet analogue. Le supplément de cuivre nécessité par les pôles concentriques pour la subdi-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
gueur du moteur est plus courte, car les moteurs pour courant triphasé habituels ont des têtes de bobines beaucoup plus importantes que celles des machines construites suivant l'invention. Comme les enroulements concen-  triques sont beaucoup plus faciles à fabriquer que les enroulements répartis, l'objet de l'invention présente un intérêt économique d'autant plus appréciable que le nombre de spires de l'enroulement est plus grand. il ,en résulte notamment que les moteurs de faible puissance construits suivant l'invention sont beaucoup plus avantageux que les moteurs à courant triphasé de construction courante.

   Comme les enroulements concentriques peuvent être isolés plus facilement et pour des tensions plus élevées que les enroulements répartis, dont l'isolement, en cas d'installation, ou analogue, peut d'ailleurs facilement être endommagé; l'objet de l'invention est avantageux également pour les moteurs dont l'isolement est fortement sollicité et pour, les moteurs à tension plus élevée. Les enroulements concentriques confèrent en outre une meilleure résistance mécanique aux court-circuits,

  
et ne nécessitent pas de renforcements particuliers.

  
Si l'enroulement, au point de vue de la constitution du champ tournant, a une action analogue à celle d'un enroulement réparti, on n'est nullement limité à un rotor à cage, mais l'on peut sans aucune hésitation utiliser également les autres types de rotors ou induits, par exemple les induits à bagues collectrices. 

  
D'autre part, on peut suivant l'invention, disposer une couronne de solénoïdes entre deux rotors à disque munis d'enroulements à cage. Au point de vue magnétique, les différentes parties de la machine sont couplées de préférence de manière telle que le flux magnétique se ferme chaque fois par un premier solénoïde, un des disques-rotors, un second solénoïde et l'autre disque rotoro Bien entendu, on peut à la place d'un solénoide employer un groupe de solénoïdes" Les disques-rotors peuvent être constitués de la

  
 <EMI ID=4.1> 

  
coches sont estampées avant ou pendant l'enroulage, ou fraisées après l'enroulage. La cage est alors introduite coulée, injectée par un procédé quelconque, d'une manière connue. En même temps que la cage, on peut fabriquer les palettes de ventilateurs, de même que les moyeux ou d'autres dispositifs de maintien du disque-rotor. 

  
Suivant l'invention, les colonnes polaires des pôles saillants peuvent être disposées en groupes, parallèlement ou d'une manière sensiblement parallèle. L'avantage ici consiste en ce que des bobines constituées

  
au préalable peuvent facilement être enfilées sur les colonnes polaires. L'emplacement destiné aux enroulements peut également être mieux utilisé. De plus, on obtient cet avantage qu'une telle-machine peut être construite de manière à ce que son encombrement soit moindre suivant certains axes principaux que celui des machines à stator rond et. à colonnes polaires disposées radialement. Cette disposition-est particulièrement avantageuse pour les machines prévues pour fonctionnement dans deux fluides, étant donné que l'espace rotorique, comme on le décrira plus loin, peut facilement être séparé de l'espace des enroulements par une capsule, de sorte que, l'on peut par exemple disposer le rotor accouplé à une pompe au sein du fluide à faire circuler, ce qui permet de supprimer les "presse-étoupe", qui sont le plus souvent peu souhaitables.

  
Pour pouvoir introduire aisément les enroulements concentriques, malgré la présence des expansions polaires, on doit prévoir l'amovibilité, soit de tout le pôle, soit de l'expansion polaire, comme on le fait pour les machines à courant continu ou synchrones; il en résulte des joints magnétiques, par lesquels la totalité du flux polaire doit passer. Pour diminuer

  
la réluctance de ces joints, ceux-ci doivent être aussi étroits que possible, mais comme les différentes pièces polaires -qui sont traversées par un flux alternatif- doivent être feuilletées, des court-circuits peuvent facilement se produire entre les différentes lamelles, ce qui provoque un échauffement des pôles à l'endroit des joints, entrave le passage du flux et augmente les pertes de la machine. Ceci est incontestablement un inconvénient pour la fabrication en série de tels moteurs, car le degré du court-circuit magnétique varie d'un moteur à l'autre, et que par conséquent les moteurs présentent des caractéristiques différentes. Si l'on fabrique, au contraire, des pôles d'une seule pièce, y compris la culasse et l'expansion polaire,

  
on perd les avantages qu'offrent les enroulements concentriques, c'est-àdire la facilité de fabrication à la machine, l'excellente isolation, la bonne utilisation de 1'emplacement disponible pour les enroulements, etc., puisque l'enroulement doit être bobiné sur la machine même ou y être introduit d'une autre manière. 

  
On peut conserver les avantages des enroulements concentriques, tout en évitant les inconvénients mentionnés ci-dessus en ce qui concerné

  
les joints magnétiques, lorsque l'intervalle entre les pôles, dont la largeur doit être égale ou inférieure aux dimensions intérieures des enroulements concentriques est rempli à l'aide de cales consistant, le long des-bords des pôles, en matériaux magnétiques. Il subsiste encore des joints, de cette manière, mais ceux-ci, au lieu d'être traversés par la totalité du flux alternatif, ne sont traversés que par une petite partie de celui-ci.

  
On peut utiliser pour ces cales des formes de construction analogues ou identiques à celles des cales magnétiques utilisées pour la fermeture des encoches des moteurs à courant triphasé avec enroulements répartis, telles par exemple, que les cales d'écartement consistant en deux paquets de tôle réunis par des ponts en laiton.

  
Lorsque l'on veut fabriquer les enroulements tout à fait indépendamment, ou lorsque l'on veut les bobiner directement sur les pôles, sans renoncer aux expansions polaires élargies, on peut également assembler les pôles en constituant des joints magnétiques et l'on peut encore diminuer le nombre d'ampère-tours nécessaires pour ces joints si l'on prolonge ceux-ci

  
au moins jusqu'à la culasse de la machine, en vue d'augmenter la surface

  
des joints magnétiques. On peut, dans ce but, faire pénétrer les pôles dans la culasse, en donnant par exemple aux pôles une forme en queue d'aronde. Les pôles assemblés à mortaise et tenon peuvent être fendus, de manière à former ressort. Il.est particulièrement indiqué d'élargir les pôles en forme

  
de T, à l'endroit du joint avec la culasse. Ces élargissements en forme de

  
T peuvent alors constituer des secteurs de la culasse elle-même. Pour augmenter encore la surface des joints, on peut également donner aux pôles, à l'endroit des joints, une forme dentelée.

  
Les pièces polaires et les parties de la culasse peuvent être maintenues ensemble, par exemple, par des tôles d'extrémité renforcées ou

  
par soudure, par une enveloppe avec cales, par des anneaux de serrage, des ligatures ou analogues. On peut aussi les maintenir en plus par des cales placées entre les expansions polaires, par des étriers entourant la culasse ou tout autre dispositif.

  
Pour faciliter la fabrication des petits moteurs pour courant triphasé, on peut les réaliser en montage Scott, avec 4 pôles saillants.

  
Les moteurs asynchrones triphasés destinés à des réseaux à 50 périodes/s ont des vitesses à vide de 3000, 1500, 750, etc..tours/minute.

  
Par suite du glissement, les vitesses réelles en service, sont un peu plus petites. L'étagement des vitesses est par conséquent très grossier. Les vitesses intermédiaires comprises entre ces étages ne peuvent être obtenues que par un accroissement considérable du glissement, ou par une modification de la fréquence, ou encore par certains modes de couplage en cascade. Tous ces moyens sont cependant relativement incommodes et coûteux. Il est spécialement peu économique de faire fonctionner longtemps ces moteurs avec un glissement important.

  
L'abandon des enroulements répartis permet de créer des machines

  
à champ tournant grâce auxquelles on peut obtenir sans modification de la fréquence, sans modification mécanique de pôles et sans glissement anormalement élevé, des vitesses de rotation qui, sans cela ne pourraient être obtenus qu'en faisant appel aux moyens décrits plus haute

  
Suivant l'invention, les pôles de la machine peuvent être répar-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
te une série, soit de pôles non bobinés, soit d'intervalles non excités,, Les pas polaires des différentes phases peuvent également être différents. Grâce à cette répartition inégale des pâles, on peut déjà obtenir des vitesses synchrones, en marche à vide, qui soient anormales, et qui, avec des valeurs de glissement relativement petites, et encore économiques, donnent des vitesses de service anormales. Ces vitesses de service sont sujettes,

  
en cas de variations de charge, à des fluctuations beaucoup moins importantes que celles qui se produiraient, par exemple pour un moteur à bagues collectrices d'un type connu, que l'on réglerait à une vitesse anormale en provoquant un glissement anormalement élevé. Ceci est un avantage pour différents cas d'utilisation. Quoique la répartition inégale des pôles entraîne, à cause en particulier des harmoniques supérieurs qu'elle provoque, une certaine diminution du rendement, celle-ci n'est pas aussi grande que celle que subit un moteur à champ tournant classique pour lequel la vitesse anormale est obtenue grâce à un glissement important. Un avantage appréciable consiste encore dans le fait que pour-les vitesses de rotation anormales,

  
on peut toujours employer un rotor en court-circuit à faible résistance, épargnant donc les enroulements coûteux raccordés aux bagues collectrices. Une résistance réduite de l'enroulement à cage constitue même, pour l'inven-

  
 <EMI ID=6.1> 

  
mortis.

  
Tandis que la longueur d'onde du champ tournant, pour les machines asynchrones à courant triphasé connues jusqu'à présent, est un sous-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
machine est un multiple entier de la longueur d'onde du champ tournant, et le reste également en cas de changement de couplage des pôles, on peut, en renonçant aux enroulements répartis, coupler les pôles de telle manière que la longueur d'onde du champ tournant né soit plus un sous-multiple exact de la longueur périphérique. Bien entendu, on peut utiliser comme étages intermédiaires des couplages pour lesquels le périmètre est un multiple entier

  
de la longueur d'onde du champ tournant.

  
Puisque la longueur d'onde du champ tournant n'est:pas un sousmultiple de la longueur du périmètre, il subsiste sur le.périmètre un "reste". Celui-ci peut demeurer non-excité, ou bien ses enroulements peuvent être court-circuités, ou bien encore le "reste" peut être raccordé à une partie des phases, de sorte qu'il ne subsiste pour ce "reste" qu'une partie de la longueur d'onde du 'champ tournant.

  
Pour obtenir de cette manière une plus grande diversité de vitesses de rotation, on peut donner aux pas polaires des différentes phases, des dimensions différentes, comme on l'exposera dans la suite, lors de l'examen des figures.

  
Pour éviter un déséquilibre magnétique, et pour maintenir petits les intervalles non excités il est recommandé de subdiviser le "reste" en deux ou plusieurs intervalles non excités, répartis régulièrement sur toute la périphérie.

  
L'invention présente également des avantages appréciables pour les machines synchrones. Dans les premiers temps de la construction des machines synchrones, on avait proposé de constituer la partie courant alternatif par l'assemblage de plusieurs paquets de tôles, en forme de U, comportant chacun leur enroulement, et de maintenir ces différents paquets de tôles serrés les uns contre les autres par des bagues ou des dispositifs analogues. Cette proposition n'a cependant pas reçu la sanction de la pratique. Pour les grosses génératrices synchrones, on réalise plutôt la partie courant alternatif, généralement à l'aide de tôles annulaires rainées ou de tôles en forme de segments, empilées, les enroulements étant placés de la manière connue dans les encoches.

   Pour les très grosses machines, on sépare souvent, en vue de faciliter le transport, la partie courant alternatif, qui est le plus souvent le stator, en deux moitiés, pouvant être transportées séparément, Les bobines situées aux joints magnétiques des deux moitiés sont enlevées pour le transport puis remises en place, après arrivée à 'destination* Pour la fa-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
nes-outils de grande dimension. De ce fait, les frais de fabrication sont sensiblement accrus. 

  
Comme les machines synchrones de grande' puissance sont prévues presqu'exclusivement pour des tensions élevées, les enroulements courant alternatif doivent avoir un isolement exceptionnel. Du fait de cet isolement considérable, le coefficient de remplissage des encoches diminue et il subsiste également le risque d'endommager l'isolement, lors du place-  ment des bobines.

  
Comme, de plus en plus, on exige.une résistance élevée aux court-circuits, les têtes de bobine doivent être très soigneusement renforcées. Du fait des grandes dimensions, les variations de température entrai-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
qui peut aisément provoquer des dégâts aux enroulements, et des desserrages ou des sollicitations anormales des différentes pièces.

  
On peut éviter les difficultés de ce genre pour les grosses machines synchrones, en particulier pour les grosses génératrices synchrones à vitesse lente des centrales hydrauliques. Suivant l'invention, on utilise également pour ces machines, contrairement à la construction employée jusqu'à présent, une construction consistant en supports de pôles, de préférence composés d'éléments individuels avec pôles saillants et de préférence avec enroulements concentriques. Les différents éléments de la partie courant alternatif peuvent consister en secteurs comportant plusieurs pôles saillants, par exemple six, chacun de ces pôles comportant un enroulement concentrique. Ces secteurs peuvent être assemblés d'une manière simple comme un jeu de construction.

   Comme il n'y a pas d'enroulements à l'endroit des joints magnétiques entre secteurs, ceux-ci peuvent être fabriqués et transportés séparément, puis assemblés. La fastidieuse opération de mise en place des bobines de joint magnétique est supprimée. Les secteurs peuvent être usinés sur des machines-outils relativement petites. De ce fait, leur fabrication est simplifiée et rendue plus économique. Les enroulements peuvent également être fabriqués et isolés séparément. Ils peuvent être mis en place sans déformation sur les différents pôles, contrairement aux enroulements répartis, qui doivent toujours être légèrement déformés lors de l'introduction dans les encoches. La suppression des déformations évite pratiquement

  
 <EMI ID=10.1> 

  
ment rigide. Les têtes de bobines, pour les enroulements concentriques, sont petites, de sorte que l'on obtient, parfois même sans renforcement, des résistances aux court-circuits très élevées. On supprime également les croisements fastidieux des têtes de bobine. Par l'emploi des enroulements concert^ triques, on augmente la réactance de l'enroulement statorique. De ce fait,

  
les courants de court-circuit sont réduits et la résistance aux court-circuits est encore augmentée. Lorsque les différentes parties 'travaillent, sous l'influence de variations de température, les dilatations par suite de la construction en différents secteurs, restent relativement faibles, et comme chaque secteur est bobiné individuellement, et qu'il n'y a pas d'enroulement pontant les joints magnétiques des secteurs, les enroulements ne peuvent être endommagés par le déplacement relatif de deux secteurs voisins . La construction

  
à partir d'éléments identiques usinés individuellement facilite la fabrication, le transport, le montage sur place et le remplacement des pièces détériorées.

  
Il est recommandé dans ce cas également de pousser plus loin la .  subdivision de la partie courant alternatif en éléments individuels, et ce,

  
de telle manière que chaque élément individuel ne comporte que deux pôles

  
avec enroulement individuel. Les éléments consistant en solénoïdes ou analogues, avec noyaux magnétiques disposés transversalement par rapport au

  
 <EMI ID=11.1> 

  
res dirigées radialement vers l'intérieur. Il est cependant avantageux, dans certains cas, d'utiliser des noyaux magnétiques prismatiques avec surfaces polaires dirigées axialement. On est en mesure de cette manière, de raccourcir sensiblement la longueur des lignes de force magnétiques dans la partie courant alternatif par rapport à celle de la partie excitatrice, et de diminuer les pertes dans le fer. Les paquets de tôles plus ou moins prismatiques peuvent être fixés par leur milieu ou par leurs extrémités polaires. Dans certains cas, on peut faire tourner les parties courant alternatif, réalisées à l'aide d'éléments semblables, et laisser les pôles d'excita- . tion immobiles.

  
L'obtention d'une tension sinusoïdale, tout au moins à vide, peut être assurée en donnant une forme appropriée à la courbe d'excitation ainsi qu'une forme particulière aux expansions polaires des pôles d'excitation. On peut cependant, au lieu de celà, ou en plus, coupler en série, en totalité ou par groupes, les enroulements des électros à courant alternatif, et répartir les pôles d'excitation et les pôles des électros à courant'alternatif irrégulièrement les uns par rapport aux autres de façon telle que l'action perturbatrice des enroulements concentriques et des pôles saillants sur la forme sinusoïdale de la tension soit, au moins approximativement, compensée. Ceci est'parfaitement possible, même en charge.

  
Une courbe sinusoïdale de la tension, qui répond aux prescriptions du REM de même qu'à toutes les prescriptions internationales peut toujours être obtenue si l'on choisit pour le stator un nombre de pôles quelconque, qui soit multiple du nombre de phases, mais sans être multiple du

  
 <EMI ID=12.1> 

  
n

  
phase pour 750 tours/minute et 50 périodes/sec on peut prévoir un stator à
21 ou 27 pôles. (21 et 27 sont des multiples de nombre de phases, soit 3,

  
 <EMI ID=13.1> 

  
750

  
nombre de pôles du stator 24, car ce chiffre, qui est divisible par 3, est

  
 <EMI ID=14.1> 

  
pour les machines à rotation lente, des courbes de tension sinusoïdales absolument aussi bonnes qu'avec les meilleurs enroulements répartis.

  
L'invention est également avantageuse pour les machines asynchrones pour accouplements de réseaux. Il est bien connu que l'on peut utiliser, pour les lignes inter-urbaines, les réseaux très étendus et les autres cas

  
de ce genre, -au lieu de transformateurs, de bobines de réactance et de moteursgénérateurs-, des moteurs asynchrones pour le couplage des réseaux, dont une partie est raccordée à l'un des réseaux, et l'autre à l'autre réseau, le

  
plus souvent par l'intermédiaire de transformateurs. Les fréquences des réseaux sont dans une grande mesure indépendantes l'une de l'autre. En règle générale, les fréquences des différentes parties de réseau ne sont que peu

  
ou pas du tout différentes, de sorte que le moteur asynchrone reste immobile ou tourne lentement. Le moteur comporte un dispositif d'entraînement ou de freinage, qui est commandé selon des directives déterminées connues.

  
Par suite de leur rotation lente et des arrêts fréquents, de telles machines asynchrones sont très mal refroidies. Comme il s'agit ici, dans la plupart des cas,- de la transmission de puissances très importantes, de
-telles machines doivent être très grosses. On a donc besoin pour leur fabrication de machines-outils importantes et de main-d'oeuvre spécialisée. On retrouve donc les mêmes difficultés que dans la construction des grosses machines génératrices.

  
Suivant l'invention, une telle machine asynchrone, ou transformateur différentiel tournant, peut également être construite à l'aide d'éléments individuels à pôles saillants et enroulements concentriques.

  
Pour éviter que le rotor soit immobilisé dans certaines positions, et pour obtenir des courbes de tension aussi sinusoïdales que possible, il est recommandé de disposer les pôles du stator et du rotor de telle manière qu'ils ne se recouvrent pas simultanément dâns toutes les positions. On peut ainsi, par exemple, ne utilisant un couplage en série de groupes de pôles ou de tous les pôles d'une même phase, répartir irrégulièrement les pôles, de telle sorte que les pôles situés à la phase R se recouvrent exacte ment dans une certaine position, qu'ils soient décalés par exemple de 5[deg.] du pas polaire l'un par rapport à l'autre à un autre endroit, que pour la po== sition suivante ils soient décalés de 10[deg.], et ainsi de suite et déterminer

  
le décalage de telle manière que les harmoniques d'ordres supérieurs qui résultent de l'emploi de pôles saillants et d'enroulements concentriques soient exactement compensés. On peut également choisir pour le stator un nombre de pôles différent de celui du rotor, en employant un couplage approprié des enroulements. 

  
Les éléments individuels peuvent dans certains cas n'être assemblés que sur les lieux de montage; on peut, en particulier, dans certains cas, maintenir en place les éléments individuels des parties fixes dans des matériaux non métalliques, comme le ciment, le béton, etc., à l'aide de rails,

  
de poutrelles, etc..

  
Gomme les bobines doivent simplement être glissées sur les colonnes polaires, ou bobinées autour de celles-ci, on peut également les munir d'un isolant rigide, ou encore placer les enroulements, ou mieux la machine entière,. dans de l'huile ou un autre liquide isolant. Ceci est considérablement facilité du fait de la construction "genre transformateur" de la machine. De toute manière, on peut sans difficultés isoler l'enroulement pour de très hautes tensions, de sorte que dans certaines circonstances on peut supprimer les transformateurs nécessaires pour l'abaissement de la tension. Pour éviter, pour les très hautes tensions et lorsque les enroulements sont isolés par l'air, la production d'effluves, on peut prévoir sur la couche isolante un revêtement conducteur.

  
Comme la machine ne tourne qu'à faible vitesse, elle peut facilement être construite de grand diamètre et avec un grand nombre de pôles. Elle se comporte comme un grand nombre de petits transformateurs dont les enroulements primaires se déplacent lentement par rapport aux enroulements secondaires. A cause de la subdivision en nombreux éléments individuels, on obtient une très grande surface pour l'évacuation de la chaleur, et un grand nombre de canaux de refroidissement. Ceci assure un bon refroidissement même en cas d'arrêt de la machine. Si la machine est placée dans l'huile, toutes les parties actives sont énergiquement aspergées d'huile. Dans la disposition "dans l'air", on peut souffler de l'air de refroidissement entre les éléments individuels, ou faire passer entre eux des tuyaux de refroidissement.

   Dans certains cas, on peut souder également les éléments individuels aux tuyaux

  
de refroidissement. 

  
Si l'on prévoit la fixation des éléments individuels dans des matériaux non métalliques, par exemple dans les fondations en béton de la machine, on épargne la fabrication et le transport des encombrantes carcasses coulées ou soudées. Lorsque la machine est disposée dans une cuve à huile, les parois de celle-ci peuvent être' utilisées pour la fixation des éléments individuels.

  
 <EMI ID=15.1> 

  
différents éléments sont aisément interchangeables. Dans certains cas, on peut utiliser des éléments individuels standardisés pour la construction de machines différant soit par la puissance, soit par le diamètre, soit par le nombre de pôles, etc...

  
Les figures annexées décrivent l'invention plus en détail.

  
La figure 1 représente une machine à champ tournant, avec rotor cylindrique.

  
Les figures 2 et 3 représentent une machine analogue, mais avec rotor en forme de disque.

  
La figure 4 représente une machine dont les pôles constituant chaque phase sont subdivisés en pôles partiels.

  
Les figures 5 et 6 représentent des couplages de pôles partiels.

  
 <EMI ID=16.1>  et rotor cylindrique. Les figures 8 à 10 représentent une machine dont les pôles d'excitation sont disposés entre deux rotors en forme de disque.

  
Les figures 11 à 19 représentent des détails d'une telle machine.

  
Les figures 20 et 21 représentent des machines convenant spécialement pour fonctionnement dans deux fluides, avec colonnes polaires constituant des groupes parallèles.

  
Les figures 22 à 27 montrent des moyens permettant de créer les expansions polaires des machines à pôles saillants et enroulements concentriques. 

  
Les figures 28 à 37 représentent des machines à pôles encastrés et joints magnétiques de grande surface.

  
Les figures 38 et 39 représentent le schéma de machines en couplage Scotto 

  
Les figures 40 à 47 représentent des formes de construction de machines semblables.

  
Les figures 48 et 49 représentent des machines à pôles irrégulièrement répartis.

  
Les figures 50 à 70 indiquent les différents modes de couplage

  
de machines dont les pôles constituant les phases sont subdivisés en pôles partiels. 

  
Les figures 71 à 81 représentent de gros générateurs synchrones, convenant spécialement pour centrales'hydrauliques à faible hauteur de chute.

  
Les figures 82 et 83 représentent une grosse machine asynchrone, convenant spécialement pour couplage de réseaux (transformateur différentiel).

  
La figure 1 représente schématiquement un moteur à champ tournant à six pôles saillants 1 et enroulements concentriques 2. Les pôles sont couplés de telle manière que ceux qui sont opposés appartiennent à une même phase, mais soient de polarité inverse. Si l'on désigne les différentes phases <EMI ID=17.1> 

  
La distance a entre les expansions polaires est choisie de façon à obtenir l'effet optimum.

  
Le rotor 4 comporte un enroulement à cage, avec barreaux de biais, par rapport à l'axe. L'inclinaison la plus favorable pour les barreaux dépend de différents facteurs, principalement de l'ordre des harmoniques supérieurs de champ qui doivent être réduits autant que possible, du nombre des barreaux du rotor, du nombre de pôles et de la longueur axiale. Le nombre de barreaux du rotor n'a aucun rapport avec le nombre de pôles.

  
La figure 2 représente un moteur avec rotor à disque 5' et pôles 6 ayant approximativement la forme de secteurs, se suivant dans le même ordre que pour la figure 1. Cette machine comporte également des enroulements concentriques, qui peuvent se trouver en 7 ou en 8 ou même aux deux emplacements (voir figure 3).

  
Ces formes de construction présente les avantages suivants malgré l'emploi de pôles saillants et d'enroulements concentriques, on obtient un moteur d'un usage économique, qui est, même dans le domaine des petites puissances, absolument l'égal des moteurs à champ tournant habituels. Tandis que les moteurs usuels comportent un enroulement réparti qui est d'autant plus difficile à fabriquer que le moteur est petit et que sa tension de service est élevée, on bénéficie ici de tous les avantages bien connus des en:, roulements concentriques, ainsi, par exemple, de la facilité de fabrication à la machine, du montage facile et peu coûteux, de l'interchangeabilité fa ' cile, en cas d'avarie, de l'isolement remarquable, spécialement pour les machines à tension élevée.

   De plus, on jouit de tous les avantages bien connus des machines à pôles saillants, ainsi, par exemple, on évite les estampages compliqués, on obtient une utilisation excellente de la tôle, ainsi qu'une construction très claire, spécialement en ce qui concerne les couplages des différents enroulements. Au besoin l'espace réservé aux enroulements ou aux pôles peut, sans difficulté, être séparé hermétiquement de l'espace rotorique de façon à empêcher le passage de gaz ou de liquides-; ou tout au moins, ceci est beaucoup plus aisé que dans le cas des machines avec enroulement réparti. Un avantage particulier réside d'autre part dans le fait qu'il est possible de réaliser de cette manière des moteurs sans collecteurs, même dans la gamme inférieure à 150 w, avec un rendement relativement bon.

  
La figure 4 représente schématiquement un moteur à champ tournant dont le stator 11 comporte un grand nombre de pôles saillants 12 à enroulements concentriques 13. Chaque groupe de 4 pôles semblables constitue le pôle d'une phase. Les groupes de pôles correspondant aux différentes phases

  
RST sont disposés de telle sorte qu'ils se suivent à nouveau dans l'ordre

  
+ R, - T, + S, - R, + T, - S. Le rotor 14 comporte un enroulement à cage 15,

  
à résistance relativement faible, de manière à ce que les harmoniques perturbatrices d'ordres élevés soient réduits.

  
Dans la figure 5, certains des pôles partiels 12 comportent deux enroulements 31, 32, qui sont raccordés à des phases différentes. La figure représente schématiquement le mode de bobinage du moteur. De gauche à droite, on a d'abord les enroulements partiels des deux premiers pôles partiels, qui sont couplés respectivement dans le sens + R et dans le sens - S. Le 3ème et le 4ème pôle partiel, à enroulements non subdivisés, sont couplés dans le

  
sens + R; le 5ème et le 6ème pôle partiel, qui de nouveau ont des enroule-

  
 <EMI ID=18.1> 
- T; les deux pôles partiels suivants sont couplés selon - T, ceux qui suivent dans le sens - T, + S, etc........ De cette manière, on obtient un champ tournant polyaxial, régulier, analogue à celui qui est obtenu avec un enroulement réparti. Dans la figure 6, chaque pôle partiel ne comporte qu'un seul enroulement; pour cette raison, les pôles partiels des différentes phases sont en partie intervertis. Entre les pôles partiels hachurés, couplés dans le sens + R, se trouvent par exemple des pôles partiels couplés dans le sens - S et - T; c'est ainsi que le pôle partiel suivant le premier pôle hachuré est couplé dans le sens - S, et le pôle partiel précédant le dernier pôle hachuré dans le sens - T. Après le dernier pôle partiel hachuré, suivent deux pôles couplés dans le sens - T, et ainsi de suite.

   Comme les flux des différents pôles partiels se mélangent toujours quelque peu, on obtient dans ce cas également un effet analogue à celui d'un enroulement réparti. L'effet d'un enroulement finement réparti -sans ses inconvénients, c'est-à-dire la difficulté de la fabrication de l'isolant etc..- est obtenu d'autant mieux que le nombre de pôles partiels constituant les pôles est élevé et que la quantité de pôles couplés dans le sens d'un enroulement réparti est grand.

  
Les pôles en formé de fer à cheval, comme représentés à titre d'exemple par la figure 7, en 71 peuvent également être utilisés avec un rotor cylindrique 63 à enroulement à cage disposé de façon appropriée. Les enroulements concentriques et les pôles saillants permettent de réaliser une grande variété de formes de réalisation, que l'on ne peut obtenir avec les moteurs à enroulement réparti. Bien entendu, d'autres formes de réalisation que celles qui sont représentées peuvent être envisagées.

  
De tels modes d'enroulement peuvent être réalisés pour des moteurs ainsi que pour des générateurs, pour des moteurs à courant triphasé et pour des moteurs diphasés ou monophasés à phase auxiliaire. 

  
La figure 8 représente le schéma développé d'un moteur asynchrone triphasé. Une couronne de solénoïde 101 avec enroulements 102 et expansions polaires élargies 103 est disposé entre deux rotors en forme de disques 104 et 105, avec enroulement à cage. Le champ magnétique se ferme, comme l'indique la courbe 106, à travers les solénoïdes 101 et les deux disques <EMI ID=19.1> 

  
lisation excellente du fer, car il n'y a pas à proprement parler de culasse, d'où il résulte que de telles machines peuvent être construites relativement légères et peu encombrantes'avec peu de pertes dans le fer. D'autre part, les longueurs moyennes des enroulements qui sont de préférence bobinés directement sur les noyaux des solénoïdes, sont aussi réduites que possible et de toute manière, beaucoup plus courtes que dans le cas des enroulements répartis, puisque les têtes de bobines très proéminentes sont supprimées. il en résulte par conséquent une économie de cuivre appréciable, et par ricochet une diminution des pertes dans le cuivre. A cause de la diminution des pertes, l'échauffement de la machine est également plus faible, les dispositifs de refroidissement peuvent être simplifiés, et même être complètement supprimés pour les petites machines. 

  
Une forme de réalisation plus facile à construire est représentée en coupe par les figures 9 et 10. Les solénoïdes 101 ont des noyaux de section trapézoïdale, ou tout au moins sont trapézoïdaux à l'endroit

  
des expansions polaires 103. Comme le montre également la figure 11, ils sont un peu plus larges au milieu en 107, pour présenter une assise suffisante pour un dispositif de fixation, et l'enroulement est subdivisé en deux moitiés 120 et 121. Gomme le montrent les figures 9 et 10, les noyaux des solénoïdes sont serrés en leur milieu 107 entre une bague intérieure
108 et un anneau extérieur 109, ou un dispositif de serrage avec couronnes à intérieur conique 110, avec interposition de pièces de remplissage 111 en forme de segments. Les _bagues 109 et 110 servent en même temps à la fixation de la couronne de solénoïdes sur l'enveloppe 112. L'anneau intérieur 108 peut également être réalisé en forme d'étoile, comportant des languettes 113 servant de pièces d'écartement entre deux solénoïdes voisins.

   Des pièces d'écartement spéciales, bien entendu en matériaux non magnétiques ou isolants, peuvent toutefois être également prévues.

  
Dans certains cas, on peut même supprimer la bague intérieure
108. Les solénoïdes sont alors serrés l'un contre l'autre avec interposition de pièces d'écartement et de remplissage, par la bague extérieure 109 ou 110, comme les éléments d'une voûte, de la même manière que-les lamelles d'un collecteur. En lieu et place des dispositifs représentés pour la fixation des solénoïdes, tous les procédés connus utilisés dans la construction des collecteurs peuvent.être employés. Les noyaux des solénoïdes au lieu d'être fixés par le milieu 107 peuvent également l'être par les expansions polaires 103, ou par les expansions polaires ainsi que par le milieu, ou encore, dans la forme de réalisation représentée par la figure 12, -comportant un enroulement subdivisé en trois parties 120, 121 et 122-, ils peuvent être fixés en plusieurs endroits.

   On peut également recourber les tôles des noyaux des solénoïdes en forme d'arc de cercle, de manière à ce que les côtés du trapèze intérieurs et extérieurs par rapport au centre, constituent des arcs de cercle parallèles à la périphérie du rotor. Les différentes tôles de largeur différente constituant les noyaux des solénoïdes peuvent être découpées les unes après les autres puis empilées à l'aide de machines automatiques, ou encore on peut empiler des tôles identiques, puis usiner le paquet de tôles pour lui donner la forme trapézoïdale. Pour les machines à nombre de pôles plus élevé, les trapèzes diffèrent tellement peu du rectangle, que l'on peut employer des tôles identiques.

  
L'arbre du rotor 114 est monté par rotation sans mouvement axial dans l'enveloppe, par exemple, à l'aide de paliers à rouleaux connus, et les rotors en forme de disques peuvent dans certains cas être calés de façon réglable sur l'arbre 114, à l'aide de bagues d'épaisseur ou analogues de manière à pouvoir régler correctement l'entrefer au montage.

  
Comme le montre, à titre d'exemple, la figure 13, les solénoïdes
101, dans le cas de l'exécution avec rotor externe, peuvent être vissés sur
-une pièce de support 115 intérieure, ou encore, comme indiqué par la figure <EMI ID=20.1> 

  
trouvent dans une enveloppe mobile 116, qui sert en même temps de poulie, de plateau de friction ou de roue d'engrenage ou qui peut encore se prolonger

  
 <EMI ID=21.1> 

  
lieu de cela, on peut également, comme le représente a titre d'exemple la figure 15, boulonner les solénoïdes 101 sur l'enveloppe 112 par l'intérieur. Les bagues de frettage extérieures 109 peuvent également, comme-le montre la figure 16, être constituées par des ligatures de fil, analogues à celles utilisées pour ligaturer les enroulement rotoriques.

  
Bien entendu, les solénoïdes peuvent encore être fixés de bien d'autres manières. Ainsi, par exemple, on peut les enrober, mouler ou injecter dans une masse en train de se solidifier, éventuellement, conjointement avec l'enveloppe ou un autre élément de support. Bien que des dispositifs particuliers ne soient pas indispensables pour le refroidissement, en ce qui concerne les petites machines (pour les raisons mentionnées précédemment), on peut par exemple refroidir les machines plus importantes suivant les indications des figures 17 à 19. Dans la figure 17, il y a des ailettes 118 sur les faces frontales extérieures des disques 104, 105 constituant rotor, ou bien

  
à l'extérieur de ces disques ces ailettes aspirent, par les orifices 119 situées au milieu de l'enveloppe, de l'air qui circule entre les solénoïdes
101, et qui est rejeté aux extrémités de l'enveloppe, par des ouvertures radiales 125 ou axiales 126, éventuellement à l'aide d'aubages en tôle 127 (voir figure 17) En n'utilisant qu'un seul ventilateur 118 (voir figure 18), on peut aspirer de l'air par une extrémité de la machine, en 128, et faire sortir cet air, après qu'il a refroidi les solénoïdes 101, de l'autre côté de la machine, en 126. .Dans la figure 19, des ailettes 130 sont disposées du côté intérieur du disque-rotor 104, en 129 ou du côté intérieur et sur l'arbre 114, ou encore, d'une manière générale, entre les deux disques-rotors;

   ces ailettes aspirent de l'air frais par des orifices 131 des flasques de l'enveloppe et le rejettent par les ouvertures 119 de la carcasse, après avoir refroidi les solénoïdes 101 Naturellement, on.peut, ici également, ne prévoir qu'un seul ventilateur, et faire circuler l'air de refroidissement, axialement, d'un flasque à l'autre. Il y a évidemment de très nombreuses autres dispositions possibles pour réaliser le refroidissement, analogues à celles utilisées pour les machines semi-fermées, étanches aux chutes ou aux projections d'eau, ou pour les machines fermées avec courants d'air de refroidissement intérieur et extérieur séparés. Les ventilateurs peuvent également être entraînés par des moteurs spéciaux, comme c'est le cas pour les machines connues à réfrigération extérieure.

  
Un moteur avec rotor à cage 207 (voir figuré 20) comporte 6 pôles
201 à 206o Les pôles sont excités par des enroulements 208, dans le sens R,
- T, S, - R, T, - S. Les colonnes des pôles 201 à 203 sont parallèles et constituent avec la culasse 209 un électro à trois branches. Les pôles 204 à 206 sont disposés de la même manière. Les expansions polaires 210 sont distinctes des colonnes des pôles. Les joints magnétiques de chacun des groupes 201 à
203 et 204 à 206 sont dans un même plan, traversé par une paroi 211 d'une capsule 212 entourant le rotor 207 et les expansions polaires 210, capsule pouvant, par exemple, être remplie d'un liquide en cas d'emploi comme pompe. La capsule est en métal ou en un alliage ayant une résistance électrique suffisamment élevée pour que le flux alternatif qui la traverse ne soit pas diminué de façon notable.

   Elle peut aussi naturellement être fabriquée en une matière diélectrique par exemple, en plaques de matière synthétique.

  
Les éléments de culasse 209 sont reliés magnétiquement par un étrier 213 lamellé, dont la culasse se trouve derrière le plan de la figure, mais cet étrier peut aussi, comme représenté en pointillé en 230, se trouver dans le plan des pôles 201 à 206, et constituer avec ces pôles des lamelles continues ou assemblées de fagon appropriée.

  
Comme l'indique la figure 20, l'encombrement du moteur est très réduit suivant'la direction h, bien plus réduit que dans le cas d'une machine avec stator rond et colonnes de pôle disposées radialement. Un tel moteur est donc avantageux dans les cas pour lesquels on a peu de place disponible dans la direction 11..

  
La figure 21 représente une forme de réalisation analogue, avec
12 pôles, disposés en 4 groupes 214 à 217. Les culasses 209 des groupes 214 et 215, de même que celles des groupes 216 et 217 sont reliées magnétiquement par les pièces 231, qui sont relativement beaucoup plus courtes, les étriers 213, 230 de la figure 20. Le restant correspond à la figure 20. Pour les moteurs qui ne sont pas destinés à fonctionner dans deux fluides diffé-

  
 <EMI ID=22.1> 

  
peuvent faire partie des colonnes polaires. Pour les petites machines, on peut renoncer à l'élargissement des expansions polaires, de sorte que les enroulements peuvent être montés sans difficultés sur les colonnes des électroso Pour les machines plus importantes, on peut disposer entre les pôles, comme on le fait dans les encoches des moteurs asynchrones, des coins dont les côtés sont magnétiques, et qui servent à élargir les expansions polaires.

  
Les figures 20 et 21 permettent de vérifier aisément que grâce

  
 <EMI ID=23.1> 

  
briqués au préalable, peuvent facilement être montés, et que l'espace libre entre les pôles voisins d'un même groupe peut être utilisé presqu'intégralement pour l'adaptation des enroulements.

  
Comme l'indique en pointillés la figure 20, la couronne polaire peut également être constituée par un anneau hétérogène 218, comportant les parties magnétiquement conductrices constituant les expansions polaires et les parties magnétiquement non conductrices constituant les intervalles polaires. Cet anneau constitue alors la paroi de la capsule, et le joint magnétique 211 est alors disposé sur sa périphérieo 

  
Un paquet de tôles statoriques 301 (voir figure 22) d'un moteur asynchrone triphasé comporte des pôles saillants 302, présentant au voisinage de leur extrémité des rainures 303. Dans l'intervalle entre deux pôles voisins se trouve un coin d'écartement 304 représenté en deux projections différentes à la fig. 23. Il consiste en deux paquets de tôles 340 et 341, maintenus par deux plaquettes de laiton 342, et fixés par des vis, des fils ou des bandes traversant les orifices 343 des lamelles et des plaquettes

  
de laiton. Entre les paquets de tôles 340 et 341 se trouve un intervalle
344. Avant de placer les coins 304, on peut facilement enfiler l'ensemble des enroulements 305 sur les pôles 302. Ces enroulements peuvent prendre appui dans des sièges 306.

  
 <EMI ID=24.1> 

  
nues. On peut également, comme le montrent les figures 24 et 25, maintenir les paquets' de tôles 310, disposés le long du bord par une pièce en caoutchouc 309, vulcanisée aux tôles. Pour fabriquer un tel coin, conforme à la firme 25, on peut utiliser les déchets résultant de l'estampage de l'encoche 307 entre les pôles (voir figure 24), et découper les.trous 308 au cours de l'estampage des tôles du stator. Les déchets sont alors empilés les uns sur les autres, et on remplit le canal constitué par les trous 308 à l'aide de caoutchouc. Après vulcanisation, on coupe alors les tôles restantes à la scie, le long des lignes en pointillés et l'on obtient finalement le coin représenté par la figure 25.

   De tels coins sont d'une part très souples de telle sorte qu'ils peuvent facilement être intercalés et d'autre part sont tellement résistants qu'ils restent parfaitement en place en cours de service. 

  
Comme le montre la figure 26, les coins peuvent également être réalisés par l'assemblage de plusieurs pièces, par exemple de deux pièces extrêmes frittées agglomérées 311, ayant la forme de barreaux continus, et d'une pièce 312 en forme de coin, pouvant aussi être en bois, en caoutchouc ou en matières synthétiques, que l'on introduit entre les pièces précédentes.

  
On peut également comme le montre la figure 27, réaliser en une pièce les coins d'après le procédé d'agglomération, en constituant les parties extrêmes 313 à l'aide de poudres métalliques, et la partie intermédiaire 314 à l'aide de poudres non magnétiques, par exemple de poudres de métaux non ferreux ou d'agglomérés céramiques, et en -comprimant et en agglomérant le toute

  
Dans la figure 28, on a représenté des pièces polaires 401, fendues en 402 pour former ressort, qui sont chassées dans la culasse 403 de

  
la machine. L'enroulement concentrique 404 est fabriqué à part. Il est enfilé sur la pièce polaire 405, avant mise en place de celle-ci, ensuite on- enfonce la pièce polaire 401, ses extrémités se resserrent en passant par le goulot 406, puis s'écartent de nouveau lorsque la pièce polaire est parvenue au fond de son logement. De cette manière, la fente du joint est étroite, et sa réluctance faible. On peut encore réduire spécialement la réluctance du joint en augmentant fortement sa surface.

  
Dans la figure 29, les pièces polaires 401 ont leur extrémité 407 en forme de coin. Pour ce 'cas également, les enroulements peuvent être bobinés à l'avance. Après mise en place des pièces polaires 401 dans la culasse
403, on fixe les pôles en introduisant les cales 408 'entre les expansions po-

  
 <EMI ID=25.1> 

  
porter, comme représenté déjà à la figure 28, une fente 402 formant ressort. Elles s'emboîtent alors dans la partie rétrécie 406 de la culasse, lorsqu'on les y enfonce à la manière d'un bouton-pression. Les figures 31 et 32 représentent deux vues différentes d'une forme d'exécution analogue à celle de la figure 29. Dans ce cas également les enroulements 404 peuvent être fabriqués à l'avance. Les pièces polaires 401, sont fixées aux étriers 410 embrassant la culasse, à l'aide d'un boulon 411 traversant la pièce polaire de part en part. Dans la figure 33, les pièces polaires 401 sont fixées à la culasse
403 par un assemblage en queue d'aronde, et sont clavetées par exemple en 412 ou en 413. Dans ce cas également, les enroulements peuvent être préparés à l'avance.

   Pour le montage les enroulements sont enfilés sur les pièces polaires, et ensuite on enfonce les pièces polaires avec les enroulements, axialement, dans la culasse 403. Dans la figure 34, les pièces polaires 401 sont élargies en forme de T à l'endroit du joint, de manière à augmenter la surface de celui-ci. L'enroulement 404, dans ce cas, est bobiné directement sur les pièces polaires 401. Les pièces polaires 401 peuvent être fixées par des cales 408, comme dans le cas de la figure 29. Dans les formes d'exécution selon les figures 35 à 37, les pièces polaires 401 sont encore davantage élargies à l'endroit du joint, dans une mesure telle qu'elles constituent déjà des secteurs adjacents de la culasse. Dans .ce cas également, les enroulements 404 sont bobinés directement sur les pièces polaires constituant en même temps la culasse.

   Les différentes parties peuvent, comme le montre la figure 36, être fixées à l'aide de cales 416 dans une enveloppe 417, et sont maintenues de la sorte par effet de voûte. Les pièces polaires 401 (voir figare 37) peuvent également être dentelées à l'endroit des joints,'en 419, dans le but d'augmenter la surface de ceux-ci, et être maintenues les'unes contre les autres par un anneau de frettage 418, par une ligature, ou par un moyen analogue. 

  
Dans le couplage Scott, avantageux pour les petits moteurs pour raccordement triphasé, les enroulements 501 et 502 d'une paire de pôles (voir figures 38 et 39) sont parcourus par le courant d'une phase R, tandis que la paire de pôles disposée perpendiculairement par rapport à la précédente reçoit un enroulement combiné 503 à 506, raccordé aux deux autres phases S et T. Les ampères-tours sont à déterminer d'après les caractéristiques du montage Scott.

  
Le gros avantage de la disposition à 4 pôles obtenue de cette manière consiste en ce que l'on arrive à des formes géométriques extraordinairement simples, et en ce que l'on utilise au maximum l'emplacement disponible pour les enroulements qui peuvent être bobinés à la machine. Les figures 40

  
à 47 représentent différentes formes d'exécution d'un moteur à 4 pôles de ce genre, chacune d'elles étant représentées par deux vues. Les figures 40 et

  
41 représentent un rotor extérieur 507 avec enroulement à cage 508, et un système statorique 509 disposé à l'intérieur, en forme de croix, comportant les enroulements 501 à 506. Les figures 42 et 43 représentent une disposition qui est très semblable aux formes habituelles; les 4 pôles font partie d'un stator externe 510, et sont munis d'enroulements correspondants 501 à
506. On constate que, dans ce cas, l'emplacement disponible pour les enroulements ne peut être utilisé intégralement. Les figures 44 et 45 représentent un stator de forme rectangulaire 510. Il en résulte une bien meilleure utilisation de l'emplacement disponible pour les enroulements. Toutefois,

  
les enroulements statoriques 501 à 506 doivent avoir des diamètres et des épaisseurs différente. 

  
Les figures 46 et 47 représentent un stator 510 de forme carrée, Les emplacements pour enroulements peuvent être rendus absolument identiques. Il suffit simplement de décaler les colonnes 511 des pièces polaires par rapport aux axes du stator et de ne prévoir d'expansion polaire 512 que d'un seul côte. Les paquets de tôles des stators peuvent être disposés comme on le fait pour les transformateurs.

  
La disposition à 4 pôles présente cet avantage supplémentaire que l'on peut avec les mêmes formes et les mêmes sections de pôles, construire des moteurs monophasés ou bien diphasés.

  
Les figures 48 et 49 représentent schématiquement le développement de deux formes de réalisation avec pôles irrégulièrement répartis.

  
La culasse du stator est de nouveau désignée par le chiffre de référence 601, et l'enroulement à cage du rotor par 602.

  
 <EMI ID=26.1> 

  
Les pôles sont de nouveau raccordés dans le sens + R, - T, + S,
- R, + T, - S. Ensuite, on rencontre un pôle 630 sans enroulement, puis de nouveau un pôle raccordé dans le sens + R, et ainsi de suite. Les pôles peuvent avoir la même longueur périphérique, ou des longueurs périphériques différentes. Dans l'exemple de réalisation, les pôles de la phase S sont plus étroits que ceux des autres phases. Dans le cas de la figure 48, la vitesse de rotation obtenue est plus petite que si l'emplacement exempt d'enroulement,
630, n'était pas prévu, c'est-à-dire que si les pôles étaient également répartis sur la périphérie, puisque le champ tournant, pour parcourir la partie du stator qui est recouverte d'enroulements met autant de temps qu'il en mettrait pour faire tout le tour du stator, s'il n'y avait pas d'espace exempt d'enroulements.

   Pour une même périphérie, la vitesse de déplacement

  
du champ tournant est donc, pour la forme de réalisation suivant la figure
48, plus petite que si les pôles étaient également répartis. Le moteur peut comporter un ou plusieurs intervalles sans enroulement ou non excités. La répartition irrégulière des pôles entraîne, il est vrai, la production d'harmoniques supérieurs qui diminuent le rendement, mais ces harmoniques sont en grande partie absorbés par l'enroulement à cage, et de plus la diminution

  
de rendement n'est pas aussi grande que celle qui serait subie si on cherchait à obtenir la même vitesse avec des pôles également répartis, grâce à un glissement particulièrement élevé.

  
Si l'on veut conserver ces avantages et obtenir en ce qui concerne le champ tournant une action sensiblement identique à celle d'un enroulement réparti, on peut de nouveau, comme le montre à titre d'exemple la fig.
49, subdiviser les pôles des différentes phases en pôles partiels et munir

  
 <EMI ID=27.1> 

  
ses, de telle manière qu'il en résulte une action analogue à celle d'un en' roulement réparti. Ainsi, les deux premiers pôles partiels, qui '.sont munis d'enroulements partiels 641 et 642, sont raccordés dans le sens + R, - S,

  
 <EMI ID=28.1> 

  
sé, sont raccordés dans le sens + R, les cinquième et sixième pôles partiels sont raccordés dans le sens + R, - T, les septième et huitième dans le sens
- T, et ainsi de suite.

  
A une série 608 de pôles partiels munis d'enroulements, succède

  
 <EMI ID=29.1> 

  
une série 609 de pôles partiels bobinés. L'intervalle libre 606 peut également être subdivisé en plusieurs intervalles libres partiels, qui peuvent être répartis plus ou -moins régulièrement le long de la périphérie du sta-

  
 <EMI ID=30.1> 

  
tation que l'on désire obtenir. 

  
On obtient également une action semblable à celle d'un enroulement réparti, comme indiqué ci-dessus, lorsque l'on intervertit de façon appropriée les pôles partiels des différentes phases. 

  
La répartition irrégulière des pôles offre l'avantage de permettre l'obtention de vitesses de rotation anormales, sans introduire dès glissements anormalement grands ou des fréquences anormales, et sans devoir faire appel à des pôles mécaniquement amovibles, et ce dans des conditions économiquement meilleures qu'en utilisant un moteur triphasé d'un type connu, fonctionnant avec un glissement important.

  
La figure 51 représente schématiquement le développement d'une machine asynchrone triphasée. Le stator est représenté en 737 et comporte
36 pôles saillants 738 munis d'enroulements concentriques 700. Les pôles sont numérotés de 1 à 36. Selon le couplage de ces pôles, on obtient différentes valeurs de la vitesse synchrone. Les figures 52 à 68 représentent, en dessous des pôles Nos 1 à 36, différents couplages possibles, et ce de telle manière que les enroulements raccordés aux phases + R ou - R, pour un réseau triphasé R,S,.T., sont indiqués par des hachures horizontales, ceux raccordés aux phases + T ou - T par des hachures obliques et ceux raccordés aux phases + S ou - S par des hachures croisées.

   Cette disposition peut être commutée pour obtenir diverses vitesses de rotation, comme expliqué plus loin, avec cette caractéristique que, contrairement aux dispositifs de commutation d'enroulements connus, la longueur d'onde du champ tournant ne doit pas être un sous-multiple de la longueur périphérique du stator. En outre, on peut obtenir des positions intermédiaires pour lesquelles le périmètre -du stator est un multiple entier de la longueur d'onde du champ tournant.

  
Dans la figure 52, les pôles sont raccordés successivement, par groupes de 6 pôles consécutifs, aux phases + R, - T, + S, - R, + T, - S.

  
Le rotor, muni d'un enroulement à cage (représenté en 739 dans la figure

  
1) possède à 50 per/sec. une vitesse synchrone de 3000 tours/minute.

  
Dans le couplage selon la figure 53, les phases R et T reçoivent chacune 6 pôles, et la phase S seulement 5. Les pôles N[deg.]s 35 et 36 restent non excités. Par rapport au couplage de la figure 51, la longueur d'onde du champ tournant est réduite de 1/18. Le périmètre, par conséquent, n'est pas un multiple entier de cette longueur d'onde, mais il subsiste un 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
2840 tours/minute.

  
Dans le couplage de la figure 54, la phase T, elle aussi, comporte un pôle en moins. La longueur d'onde du champ tournant est réduite de l/9ème, et l'on obtient une vitesse synchrone de 2670 tours/minute.

  
Dans la figure 55, chaque phase ne comporte que 5 pôles. La longueur d'onde du champ tournant est par conséquent réduite de 1/6ème. Les

  
 <EMI ID=32.1> 

  
2500 tours minute.

  
Dans la figure 56, les phases R et T ont chacune 5 pôles, mais la phase S n'en comporte que 4. On obtient donc un nouveau raccourcissement de la longueur d'onde du champ tournant, et une vitesse synchrone de 2340

  
 <EMI ID=33.1> 

  
tervalles non excités, on peut néanmoins, comme indiqué en pointillé, raccorder de nouveau les pôles n[deg.]s 29 à 33 à la phase + R. On n'a qu'à se représenter les enroulements comme un champ ambulant d'une longueur d'onde déterminée, laquelle n'est pas un sous-multiple exact de la périphérie du stator. Ce champ ambulant est découpé de telle manière que l'intervalle contenant les pôles non excités ne soit pas trop grand; peu importe d'ailleurs, que les différentes phases soient réparties également ou non.

  
Dans la figure 57, la phase R a de nouveau 5 pôles, et les pha- ' 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
minute.

  
Dans la figure 58, les\trois phases ne comportent que 4 pâles, et l'on obtient une vitesse synchrone de 2000 tours/minute. 

  
Dans la figure 59, la phase S n'a plus que 3 pôles. On obtient une vitesse synchrone de 1840 tours/minute.

  
Dans la figure 60, la phase T elle aussi n'a plus que 3 pôles. On obtient une vitesse de 1670 tours/minute.

  
Dans la figure 61, les trois phases n'ont plus que 3 Pâles. On obtient une vitesse de 1500 tours/minute. Ici, à nouveau, la longueur d'onde du champ tournant redevient un sous-multiple exact de la périphérie du rotor, et tous les pôles, par conséquent, peuvent être excités, comme le montre la figure 62. Le couple, par conséquent, est doublé par rapport à la <EMI ID=35.1>  excitée, et l'intervalle non excité atteindrait également la moitié du périmètre. Pour que dans les couplages correspondant aux figures 57 à 60 l'intervalle non excité ne soit pas trop grand, on peut raccorder, comme indiqué en traits pointillés, les pôles du restant du périmètre aux phases correspondantes. De cette manière, on augmente dans une certaine mesure le couple moteur, et l'effort de traction magnétique est réparti plus régulièrement sur la périphérie.

  
Dans la figure 63, la phase S comporte 2 pôles; dans la figure
64, la phase T n'en comporte plus que 2, et dans la figure 65, la phase R, elle aussi, n'en comporte plus que 2. On obtient respectivement comme vitesses 1330, 1170 et 1000 tours/minute.

  
Dans la figure 65 on peut de nouveau, comme indiqué en pointillés, exciter toute la périphérie du stator, car la longueur du champ tournant est redevenue un sous-multiple du périmètre.

  
Dans la figure 66, le nombre de pôles de la phase S est ramené

  
à 1; de même dans la figure 67 celui de la phase T, et dans la figure 68, celui des 3 phases. On obtient alors comme vitesses 835, 670 et 500 tours/ minute. 

  
On obtient donc, grâce à une telle commutation des pôles, toute  une série de vitesses synchrones différentes. Il ne s'agit ici, bien entendu, que de valeurs théoriques fictives, pouvant être plus ou moins diminuées du fait de l'amortissement, des pertes par harmoniques, etc... Les chiffres pratiques se trouvent par conséquent plus bas, mais les variations dues à

  
la charge sont cependant notablement plus réduites que lorsque l'on veut modifier les différentes caractéristiques de service, des moteurs asynchrones connus en modifiant le glissement, par exemple en faisant varier la résistance rotorique.

  
Pour obtenir, malgré les pôles saillants et les enroulements concentriques, une action, en ce qui concerne le champ tournant, analogue à celle d'un enroulement réparti, ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, on peut, comme le montrent les figures 50, 69 et 70, prévoir également deux enroulements sur chacun des pôles, et une partie des pôles peut être raccordée, par ces enroulements, à différentes phases. Ainsi par exemple, pour le couplage correspondant à la figure 52, pour la vitesse de 3000 tours/

  
 <EMI ID=36.1> 
- T, + R, ceux 'des pôles n[deg.]s 10 à 12 aux phases - T, et ainsi de suite. Pour le couplage correspondant à .celui de la figure 58, pour la vitesse de 2000 <EMI ID=37.1> 

  
ceux des pôles n[deg.]s 11 et 12 à + S, et ainsi de suite.

  
Si l'on ne veut munir les pôles que d'enroulements non subdivisés, afin d'obtenir des couplages plus simples, on peut par exemple, au lieu du couplage représenté par la figure 69 pour la vitesse de 2000 tours/minute, utiliser le couplage représenté par la figure 70, dans lequel les pôles raccordés aux différentes phases sont intervertis de manière appropriée. Dans ce cas, le pôle N[deg.] 1 est raccordé à + R, le deuxième à - S, le troisième

  
et le quatrième à + R, le cinquième à - T, le sixième de nouveau à + R, le septième et le huitième à - T, etc. Dans ce cas également, une action analogue à celle d'un enroulement réparti est obtenue car les flux des pôles n[deg.]s 1 et 2 ou 5 et 6 se mélangent toujours quelque peu.

  
Il se produit évidemment des perturbations dans les éléments résiduels du périmètre et dans ceux des extrémités des séries excitées, lorsque la longueur d'onde du champ tournant n'est pas un sous-multiple du périmètre statorique, et ces perturbations entraînent une diminution du couple et du rendement. Ces perturbations demeurent cependant dans des limites admissibles, lorsque l'on tient compte de ce que les dispositifs de réglage de la vitesse, connus pour les machines asynchrones à l'aide de résistances de glissement supplémentaires entraînent également une augmentation des pertes. On peut remédier à une diminution trop forte du couple, comme

  
le montrent par exemple les figures 56 à 60, en traits pointillés, en faisant suivre une ou plusieurs rangées complètes de pôles d'une rangée incomplète, remplissant partiellement l'intervalle restant. Il est à remarquer d'ailleurs que pour les groupes pour lesquels le moment résistant croît proportionnellement au carré de la vitesse, la diminution du couple moteur, lors de la commutation sur des vitesses moindres, n'a aucune signification pratique, car pour de tels groupes, la puissance des machines entraînées diminue beaucoup plus fortement que le couple, que le moteur est capable de fournir. Différentes machines entrainées réclament des moteurs d'entraînement à couple constant.

   Dans ce cas, les moteurs doivent avoir des caractéristiques telles que le couple minimum soit suffisant, c'est-à-dire de telle manière que la machine soit trop puissante pour la. pleine vitesse synchrone. Pour les machines qui exigent une puissance constante, il faut consentir à employer des moteurs beaucoup trop puissants, lorsqu'on veut disposer d'une grande plage de variations de la vitesse. On peut simplifier la chose en prévoyant un réducteur à engrenages, qui pour les faibles vitesses de rotation, permet une meilleure utilisation du moteur d'entraînement. Si des réducteurs intermédiaires sont prévus, comme c'est le cas pour la plupart des machines-outils, il n'y a alors plus aucune difficulté, lorsque l'on combine de façon appropriée la commutation des pôles avec celle du variateur de vitesses. 

  
La figure 71 représente une génératrice synchrone, dont le système statorique, qui est sa partie à courant alternatif, est constitué d'éléments sectoraux 801 comportant chacun 6 pôles saillants 802. Un tel secteur est représenté à plus grande échelle par la figure 72. Chacun des pôles 802 comporte un enroulement concentrique 803. Dans les machines pour courant triphasé, les pôles se succèdent,à nouveau dans le sens + R, - T, + S, - R, + T,
- S. Au lieu de n'avoir qu'un enroulement unique, une partie ou la totalité des pôles peuvent également comporter deux ou plusieurs enroulements partiels, à couplage interverti tel qu'ils aient, du point de vue magnétique, une action analogue à celle d'un enroulement réparti.

   Pour diminuer autant que possible les entrefers, on peut, comme dans le cas des figures 22 à 27, intercaler entre les pôles des cales 804 dont les bords sont magnétiques. Les enroulements peuvent être imprégnés à l'aide de solutions isolantes, ou même être munis de carcasses isolantes rigides. Il devient, de cette manière, possible d'isoler les bobines d'une façon tellement remarquable que la génératrice peut être utilisée pour fournir directement du courant à haute-tension, sans qu'il faille intercaler un transformateur intermédiaire élévateur, pour peu que l'on applique sur les surfaces des bobines, afin d'éviter les efflu- <EMI ID=38.1> 

  
trempage ou tout autre procédé. Le champ électrostatique ne se manifeste plus alors que dans un diélectrique solide, et l'on évite toute formation d'effluves et d'étincelles.

  
 <EMI ID=39.1> 

  
ment élevée, de sorte que pour une machine de ce genre on peut ramener le courant de court-circuit à une valeur environ moitié moindre de celle qu'aurait normalement une machine équivalente à enroulement réparti. Par la subdivision des enroulements en enroulements partiels et le mélange de ces enroulements partiels, tel qu'on l'a exposé précédemment, la réactance diminuée Une subdivision de l'enroulement en trois parties permet d'obtenir une réactance ayant une valeur sensiblement égale à celle d'un enroulement réparti. 

  
La subdivision de la partie courant alternatif en secteurs 801 relativement petits offre d'autre part l'avantage qu'en cas de variations de température importantes, il ne se produit pas de dilatation des tôles suffisamment importante pour pouvoir mettre en danger l'enveloppe ou les enroulements. Les très légères modifications géométriques se produisant à l'intérieur d'un tel système polaire n'ont par conséquent aucune influence, car chaque colonne polaire porte un enroulement.fermé, qui ne subit aucune

  
 <EMI ID=40.1> 

  
nes sont rigides, et leur saillie peut être maintenue aussi faible qu'on le désire; elles peuvent même s'appuyer directement sur les tôles, de sorte qu'elles supportent facilement des courants de court-circuit importants, sans nécessiter de renforcements spéciaux. Il tombe sous le sens que les différents secteurs sont bien plus maniables, pour l'usinage, le montage et le transport, que le sont par exemple les machines qui ne seraient démontables qu'en deux parties. Ces secteurs peuvent d'ailleurs être usinés sur des machines-outil relativement petites, dont les outils sont guidés en correspondance avec la courbure du secteur.

  
Pour le montage de ces génératrices dans les centrales électriques.on peut dans certains cas, si l'on désire éviter les grosses pièces coulées ou soudées, fixer les segments polaires à l'aide de rails ou de poutrelles dans des ouvrages en matériaux non métalliques, tels que le béton, le.ciment, etc.. Comme dans les centrales hydrauliques à faible chute, la

  
 <EMI ID=41.1> 

  
destiné à recevoir les secteurs peut être réalisé très facilement à l'aide d'un gabarit tournant. Ce logement peut faire partie du bétonnage de la centrale. Les pièces de fixation des'secteurs, et les secteurs eux-mêmes, peuvent être exécutés facilement eux aussi à l'aide d'un gabarit tournant, de manière à obtenir partout le même entrefer. On supprime de cette manière la fabrication, le transport et le montage des grosses enveloppes coulées ou soudées, car l'enveloppe peut être constituée sur place, à l'aide de matériaux non métalliques. On peut sans difficulté, réaliser dans ces matériaux les canaux de réfrigération ou y placer les tuyaux de réfrigération ou analogues 

  
Pour réduire le risque d'endommager les isolants des enroulements pendant le transport, on peut transporter séparément les paquets de tôles

  
et les enroulements, et ne les assembler que sur place. En cas de dommage à un enroulement, ou de tout autre défaut, on peut facilement démonter les différents secteurs ou. les bobines. Pour les mêmes raisons, une telle génératrice peut facilement être modifiée pour d'autres tensions.

  
Le rotor d'une telle machine peut être construit de la manière habituelle, ainsi, par exemple, comporter des pôles saillants 805 avec enroulements à courant-continu 806, qui sont raccordés par l'intermédiaire d'un collecteur à bagues à une excitatrice. 

  
Par un choix approprié des courbes de champ des pôles d'excita-

  
 <EMI ID=42.1> 

  
fluence perturbatrice des pôles saillants et des enroulements concentriques sur la courbe sinusoïdale de tension peut encore être réduite en déplaçant l'un par rapport à l'autre les pôles à courant alternatif et les pôles d'excitation, lors du couplage en série de bobines ou de groupes de bobines de même phase, c'est-à-dire en faisant en sorte, par exemple, que dans une des divisions polaires, l'axe du pôle d'excitation coïncide avec l'axe du pôle correspondant à la phase + R, que dans la division polaire suivante il soit déplacé par exemple de 5 degrés électriques, et que' dans la division polaire suivante il soit de nouveau déplacé de 5 degrés électriques supplémentaires, et ainsi de suite.

   Les tensions partielles induites dans les bobines connectées en série sont alors légèrement déphasées l'une par rapport à l'autre, et ce déphasage est choisi de manière à ce que les harmoniques supérieurs de la courbe de tension soient minima.

  
Tandis que dans la forme de réalisation selon les figures 71 et
72 la partie courant alternatif est subdivisée en plusieurs secteurs comportant chacun plusieurs pôles, dans les exemples qui suivent, cette partie courant alternatif est subdivisée en pôles séparés ou en paires de pôles. Dans les figures 73 et 74, la partie courant alternatif est constituée par

  
 <EMI ID=43.1> 

  
citation 810, disposés sur des roues 811. Les différents pôles se succèdent de nouveau dans le même sens que dans la figure 72. Grâce à cette subdivision de la partie courant alternatif en éléments séparés, les pièces à usiner et à transporter sont encore plus petites, et peuvent être manipulées

  
et emballées encore plus facilement. Les différents éléments de-même que

  
les pièces nécessaires pour leur fixation sont tous identiques et uniformes. Ils peuvent, par conséquent, être fabriqués en série. Il en résulte cet avantage appréciable que, maintenant, même pour les plus grosses machines génératrices, les fabrications à la pièce, coûteuses et réalisables seulement par une main-d'oeuvre très qualifiée, peuvent être remplacées par une fabrication en série très bon marché, qui ne nécessite plus de personnel spécialement qualifié, et que l'on peut utiliser pour la fabrication de génératrices même si elles ont des dimensions, des vitesses, des puissances ou d'autres caractéristiques différentes, les mêmes éléments individuels, et obtenir différentes tensions grâce à un couplage approprié des bobines.

  
Pour la décomposition en pôles individuels, les enroulements peuvent être encore mieux isolés, et peut-être même être assemblés, collés, ou coulés solidement avec les noyaux. On évite de cette manière le déplacement des enroulements par rapport au noyau par exemple sous l'influence d'oscillations mécaniques, de forces électrodynamiques, etc.. et de ce fait, la fatigue ou l'usure de l'isolant. Dans certains cas, on peut bobiner les enroulements directement sur le noyau.

  
Les éléments 807 en forme de U peuvent être exécutés de différentes manières. Une forme de réalisation à adopter de préférence est représentée par les figures 75 et 76. Dans celles-ci, les pièces polaires 871 et les pièces du culasse 870 sont feuilletées dans des directions perpendiculaires l'une à l'autre. On peut, pour ce motif, élargir les pôles 809 dans le plan de rotation, sans utiliser des cales magnétiques, tout en conservant la possibilité de fabriquer les enroulements 808 à part. Les pièces 870 et 871 sont alors maintenues à l'aide de flasques appropriés 872 par des cordons de soudure, des rivets ou des vis. Les joints magnétiques peuvent faire l'objet d'un découpage en dents de scie, pour augmenter leur perméabilité au flux, ou encore être remplis d'une pâte contenant des particules de fer, pour diminuer leur réluctance.

   Dans la figure 76, les colonnes polaires 871 ont la forme de T, et les enroulements 868 sont bobinés directement sur les pièces polaires. Les pièces 870 et 871 sont assemblées à l'aide de flasques 872, leurs bordures 873 entourant les têtes 874 des pièces 871.

  
Une forme d'exécution particulièrement avantageuse est représen-

  
 <EMI ID=44.1> 

  
éléments sont sensiblement prismatiques. Les enroulements 813 sont bobinés directement sur les noyaux 812. Les noyaux sont fixés par le milieu 814 ou par les extrémités polaires. Les pôles d'excitation 815 sont disposés latéralement par rapport aux éléments 812 et 813, et peuvent, comme le montre la figure 79, reposer sur dés fourches, ou être fixés sur une jante 816 en forme de U. Cette forme de réalisation offre cet avantage que la longueur du circuit magnétique et le volume de la partie courant alternatif sont nettement plus petits que ceux des pôles d'excitation et que, par conséquent, on peut économiser une quantité importante de tôles, tout en diminuant sensiblement les pertes dans le fer.

  
 <EMI ID=45.1> 

  
nière analogue à l'aide d'éléments individuels. On peut ainsi, par exemple comme le montre la figure 79, prévoir sur la roue 817 des pièces en U 816 comportant chacune deux pôles d'excitation 815, et dans certains cas réaliser également la roue 817 à l'aide d'éléments individuels. 

  
Un avantage particulier de la décomposition en éléments individuels consiste dans le fait que le rapport des surfaces aux volumes devient beaucoup plus grand que pour des machines non décomposables et que par conséquent les surfaces disponibles pour l'évacuation de la chaleur sont notablement augmentées, étant donné que, si l'on diminue les dimensions d'un corps, son volume diminue proportionnellement au cube de ses dimensions, tandis que sa surface ne diminue que proportionnellement au carré. Il en résulte donc que la décomposition en éléments individuels a pour conséquence un refroidissement exceptionnel, car la grosse machine se comporte comme si elle était constituée de plusieurs petites machines.

   Comme actuellement les petites machines ne comportent pas habituellement de dispositif de refroidissement ni de canalisations de circulation d'air, on peut dans certaines circonstances, y renoncer également en ce qui concerne l'objet de l'invention. Il n'y a cependant aucune difficulté à créer une circulation d'air

  
de refroidissement entre les éléments individuels, comme on le fait pour

  
les grosses machines, cette circulation, du fait de la subdivision de la machine en éléments individuels, étant bien plus efficace que dans le cas  des machines non décomposables. On peut prévoir dans ou entre les éléments individuels, spécialement lorsque ceux-ci sont maintenus dans du béton,

  
dans du ciment ou analogues, des tuyaux de réfrigération parcourus par un courant d'eau, à la place ou en plus des armatures, de manière à augmenter davantage le refroidissement, et on peut même souder les éléments individuels aux tuyaux de refroidissement, de sorte que ces tuyaux servent également à maintenir les éléments en place.

  
Lors du montage d'une machine suivant l'invention, l'assemblage par soudure procure un gros avantage. On peut ainsi, à titre d'exemple,  mettre les éléments individuels en place, au cours du montage, en se servant d'un gabarit guidé par l'arbre de la machine, et en les soudant aux pièces de fer émergeant du béton. Leur mise en place correcte est de ce fait assurée.

  
Dans l'exemple de réalisation selon la figure 81, les éléments individuels 812 de la partie courant alternatif sont montés sur la jante d'une roue 818, et tournent; ils sont raccordés électriquement par le collec-

  
 <EMI ID=46.1> 

  
le rotor est relativement léger, car le volume de fer de la partie courant alternatif est très petit.

  
Dans les machines à champ tournant (transformateur différentiel) selon les figures 82 et 83, le rotor et le stator sont également constitués par des éléments individuels 901 avec noyaux magnétiques en forme de U 902

  
et enroulements concentriques 903. Les éléments du stator peuvent par exemple être ancrés dans les fondations de la machine, dans le cas d'une machine

  
à arbre vertical, en noyant par exemple des rails dans les fondations; les éléments individuels, après avoir été mis en place à l'aide d'un gabarit tournant guidé par l'arbre de la machine sont soudés à l'extrémité libre de ces rails. Les éléments du rotor sont montés sur une roue 905 montée elle-même sur un arbre 904. L'arbre comporte un collecteur à bagues 906, raccordé aux éléments individuels. L'arbre 904 est relié, conformément à un mode de construction connu, à un dispositif d'entraînement ou de freinage commandé séparément. Pour éviter l'arrêt du dispositif d'entraînement en cas d'arrêt de l'arbre, on peut, de la manière connue, prévoir un différentiel. Les éléments individuels sont à nouveau couplés dans le sens + R, - T, + S, - R etc.. comme représenté à la figure 83. Ils comportent des expansions polaires 907 élar-

  
 <EMI ID=47.1> 

  
dont les bords sont magnétiques.

  
Les pièces de fer en forme d'U peuvent consister en paquets de tôles. Les culasses et les colonnes polaires peuvent également être constituées de paquets de tôles distincts, assemblés à la presse ou par emboîtement. 

  
On peut assembler les différents paquets de tôles par soudure, par boulons,

  
par rivets, par sertissage, etc.. Comme le montre la figure 83, les éléments

  
du rotor sont décalés par rapport à ceux du stator, pour des raisons indiquées plus haut, et le nombre de pôles du rotor est différent de celui du

  
stator.

REVENDICATIONS.

  
1.- Machine à champ tournant, caractérisée par la combinaison

  
des caractéristiques suivantes : pôles saillants à enroulements concentriques d'une disposition telle que les pôles d'une même phase, mais de polarité opposée, sont décalés de 1800 (calculé suivant le pas polaire) l'un par

  
rapport à l'autre, rotor avec enroulement à cage ou enroulement d'amortissement, de préférence à faible résistance, ou autres moyens pour réduire les

  
influences des harmoniques supérieurs ou les harmoniques supérieurs euxmêmes, et pôles ou encoches rotoriques disposés de préférence de biais.



  ROTATING FIELD MACHINE.

  
In the early days of the development of three-phase asynchronous motors, these were made with salient poles and concentric excitation windings. The rotor most often had a two-phase winding in short circuit. Such engines, unquestionably, worked,

  
but their output was absolutely uneconomical. It is only when

  
we began to use the distributed windings and cage rotors that

  
motors were obtained which could be used economically. Over there

  
As a result, efforts have always been made to replace distributed windings, which are particularly difficult to manufacture, especially with regard to small motors, by concentric windings, machine wound, but all these attempts have failed. This, in particular, is also true for

  
motors with disc-shaped rotor, and separate pole expansions

  
from each other by curved gaps, oblique with respect to the radius.

  
These engines were constructed in such an unfavorable manner that from the point of view of their difficult manufacture they would never have been susceptible of industrial realization, and moreover they were unusable, for physical reasons, so that for tens . of years all three-phase asynchronous motors are built as in the past with distributed windings, and in cases where this results in difficulties, as for example for motors of less than 150 watts, we go to: motor with collector.

  
In practice, motors with salient poles and concentric windings are only found in meters and other measuring devices, as well as in record players and similar devices. which work in a manner analogous to that of the measuring system of a meter, and for which the question of efficiency is of only secondary importance. These motors most often have a smooth copper or aluminum disc. Their efficiency is very low, so that at first glance they are not suitable for notable powers. Also included in the same group are split-pole motors of the "Splitphase" or "Spaltpolmotoren" type, some of the poles of which are omitted. But these motors also have a very poor performance, and moreover have the disadvantage of

  
 <EMI ID = 1.1>

  
Three-phase asynchronous motors, even when little consideration is given to efficiency, should only be constructed with distributed winding.

  
 <EMI ID = 2.1>

  
te of new research, to this result by the simultaneous use of determined means, known in themselves. It is possible to establish, in particular in the field of low powers, rotating field machines with salient poles and concentric windings. According to the invention, such a rotating field machine comprises per phase, two or a multiple of two salient poles with concentric windings, wound in opposite directions, -the minimum number of poles for three-phase current, is therefore six- and, in the case of a motor with a short-circuited rotor, it further comprises a cage armature having a relatively low resistance. The poles or the notches of the rotor are preferably arranged at an angle.

   The cage considerably reduces the unfavorable action of the upper harmonics, which do not contribute to generating the motor torque, and which make the rapid rotation of the motor difficult. This action is reinforced by the oblique arrangement of the poles or the notches of the rotor. For this purpose, the polar overlap of the armature is determined, preferably empirically so as to obtain the optimum characteristics. Tests have shown that still acceptable service conditions can be achieved even with low polar recovery factors. Consequently, one can optionally employ polar expansions which do not laterally extend beyond the polar columns. This allows pre-prepared windings to be mounted on a one-piece stator without having to create joint surfaces.

  
Furthermore, according to the invention, the poles of the various phases or of the auxiliary phases can be composed of two or more partial poles with concentric windings. We keep in this way all

  
the well-known advantages of salient poles and concentric windings, while obtaining, as regards the connection of the different poles, greater independence.

  
According to the invention, it is also possible to obtain an action similar to that of the winding distributed with respect to the rotating field by equipping at least part of the partial poles with partial windings, which are connected to different phases, in a manner to obtain an action similar to that of a distributed winding. Instead, the partial poles of the different phases can also be inverted in space, at least partially, so as to obtain a similar effect. The additional copper required by the concentric poles for the subdi-

  
 <EMI ID = 3.1>

  
The length of the motor is shorter, because the usual three-phase motors have much larger coil heads than those of machines constructed according to the invention. As the concentrated windings are much easier to manufacture than the distributed windings, the object of the invention is of economic interest all the more appreciable as the number of turns of the winding is greater. it results in particular that the low-power motors constructed according to the invention are much more advantageous than the three-phase current motors of current construction.

   As the concentric windings can be isolated more easily and for higher voltages than the distributed windings, the insulation of which, in the event of installation, or the like, can moreover easily be damaged; The object of the invention is also advantageous for motors whose insulation is highly stressed and for motors with higher voltage. The concentric windings also provide better mechanical resistance to short circuits,

  
and do not require special reinforcements.

  
If the winding, from the point of view of the constitution of the rotating field, has an action similar to that of a distributed winding, we are in no way limited to a cage rotor, but we can without any hesitation also use other types of rotors or armatures, for example slip ring armatures.

  
On the other hand, according to the invention, it is possible to place a ring of solenoids between two disc rotors provided with cage windings. From the magnetic point of view, the different parts of the machine are preferably coupled in such a way that the magnetic flux closes each time by a first solenoid, one of the rotor discs, a second solenoid and the other rotoro disc Of course, one can instead of a solenoid use a group of solenoids "The disc-rotors can be made of the

  
 <EMI ID = 4.1>

  
notches are stamped before or during rewinding, or milled after rewinding. The cage is then introduced, cast, injected by any method, in a known manner. Along with the cage, the fan blades can be fabricated, as well as the hubs or other disc-rotor retainers.

  
According to the invention, the pole columns of the salient poles can be arranged in groups, parallel or in a substantially parallel manner. The advantage here is that coils made up

  
can easily be threaded on the pole columns beforehand. The location for the windings can also be better utilized. In addition, this advantage is obtained that such a machine can be constructed so that its size is less along certain main axes than that of machines with a round stator and. with polar columns arranged radially. This arrangement is particularly advantageous for machines intended for operation in two fluids, since the rotor space, as will be described later, can easily be separated from the space of the windings by a capsule, so that, l 'one can for example have the rotor coupled to a pump within the fluid to be circulated, which eliminates the "stuffing boxes", which are most often undesirable.

  
In order to be able to easily introduce the concentric windings, despite the presence of the polar expansions, it is necessary to provide for the removability, either of the whole pole, or of the polar expansion, as is done for direct current or synchronous machines; this results in magnetic seals, through which all of the polar flux must pass. To decrease

  
the reluctance of these joints, they must be as narrow as possible, but since the different pole pieces - which are crossed by an alternating flow - must be laminated, short circuits can easily occur between the different lamellae, which causes the poles to heat up at the joints, hinders the flow of flow and increases the losses of the machine. This is undoubtedly a disadvantage for the mass production of such motors, since the degree of the magnetic short circuit varies from motor to motor, and therefore motors have different characteristics. If, on the contrary, one makes poles from one piece, including the yoke and the polar expansion,

  
the advantages of concentric windings, i.e. ease of machine fabrication, excellent insulation, good use of the space available for the windings, etc., are lost, since the winding must be wound on the machine itself or be fed into it in another way.

  
The advantages of concentric windings can be retained, while avoiding the disadvantages mentioned above with regard to

  
magnetic seals, when the gap between the poles, the width of which must be equal to or less than the internal dimensions of the concentric windings, is filled with shims consisting, along the edges of the poles, of magnetic materials. There are still joints left, in this way, but these, instead of being crossed by the whole of the alternating flow, are only crossed by a small part of it.

  
Forms of construction similar or identical to those of the magnetic wedges used for closing the slots of three-phase motors with distributed windings can be used for these wedges, such as, for example, the spacers consisting of two bundles of joined sheet metal. by brass bridges.

  
When we want to manufacture the windings completely independently, or when we want to wind them directly on the poles, without renouncing the enlarged pole expansions, we can also assemble the poles by constituting magnetic joints and we can still reduce the number of ampere-turns necessary for these seals if they are extended

  
at least up to the cylinder head of the machine, in order to increase the surface

  
magnetic seals. For this purpose, the poles can be made to penetrate into the yoke, for example by giving the poles a dovetail shape. The poles assembled with mortise and tenon can be split, so as to form a spring. It is particularly indicated to widen the poles in the form

  
of T, at the place of the gasket with the cylinder head. These enlargements in the form of

  
T can then constitute sectors of the cylinder head itself. To further increase the surface area of the joints, the poles can also be given a serrated shape at the location of the joints.

  
The pole pieces and the cylinder head parts can be held together, for example, by reinforced end plates or

  
by welding, by a casing with shims, by clamping rings, ties or the like. They can also be maintained in addition by wedges placed between the pole expansions, by brackets surrounding the yoke or any other device.

  
To facilitate the manufacture of small motors for three-phase current, they can be made in a Scott assembly, with 4 salient poles.

  
Three-phase asynchronous motors intended for networks with 50 periods / s have no-load speeds of 3000, 1500, 750, etc ... revolutions / minute.

  
As a result of the slip, the actual operating speeds are somewhat lower. The speed stages are therefore very coarse. The intermediate speeds between these stages can only be obtained by a considerable increase in the slip, or by a modification of the frequency, or even by certain modes of cascade coupling. All these means are however relatively inconvenient and expensive. It is especially uneconomical to run these motors for a long time with a large slip.

  
The abandonment of distributed windings allows to create machines

  
with rotating field thanks to which it is possible to obtain without modification of the frequency, without mechanical modification of the poles and without abnormally high slip, speeds of rotation which, without this, could only be obtained by using the means described above

  
According to the invention, the poles of the machine can be

  
 <EMI ID = 5.1>

  
te a series, either of unwound poles, or of non-excited intervals, The pole pitches of the different phases can also be different. Thanks to this unequal distribution of the blades, it is already possible to obtain synchronous speeds, when idling, which are abnormal, and which, with relatively small slip values, and which are still economical, give abnormal operating speeds. These service speeds are subject,

  
in the event of load variations, much smaller fluctuations than those which would occur, for example for a slip ring motor of a known type, which would be adjusted at an abnormal speed causing an abnormally high slip. This is an advantage for different use cases. Although the unequal distribution of the poles causes, in particular because of the higher harmonics that it causes, a certain reduction in efficiency, this is not as great as that experienced by a conventional rotating field motor for which the abnormal speed is obtained thanks to a significant slip. An appreciable advantage also consists in the fact that for the abnormal speeds of rotation,

  
a low resistance short-circuited rotor can always be used, thus sparing the costly windings connected to the slip rings. A reduced resistance of the cage winding even constitutes, for the invention

  
 <EMI ID = 6.1>

  
mortis.

  
While the wavelength of the rotating field, for three-phase asynchronous machines known until now, is a sub-

  
 <EMI ID = 7.1>

  
machine is an integer multiple of the wavelength of the rotating field, and the rest also in the event of a change in the coupling of the poles, it is possible, by dispensing with the distributed windings, to couple the poles in such a way that the wavelength of the rotating field born be plus an exact submultiple of the peripheral length. Of course, it is possible to use couplings for which the perimeter is an integer multiple as intermediate stages.

  
of the wavelength of the rotating field.

  
Since the wavelength of the rotating field is not a submultiple of the length of the perimeter, there remains on the perimeter a "remainder". This one can remain non-excited, or its windings can be short-circuited, or else the "remainder" can be connected to part of the phases, so that there remains for this "remainder" only one part of the wavelength of the rotating field.

  
In order to obtain a greater diversity of rotational speeds in this way, the pole pitches of the different phases can be given different dimensions, as will be explained below, when examining the figures.

  
To avoid a magnetic imbalance, and to keep the non-excited intervals small, it is recommended to subdivide the "remainder" into two or more non-excited intervals, evenly distributed over the entire periphery.

  
The invention also has appreciable advantages for synchronous machines. In the early days of the construction of synchronous machines, it was proposed to constitute the alternating current part by assembling several bundles of sheets, in the shape of a U, each comprising their winding, and to keep these various bundles of sheets tightly together. against each other by rings or the like. However, this proposal has not received the sanction of practice. For large synchronous generators, the alternating current part is carried out rather, generally using grooved annular sheets or sheets in the form of segments, stacked, the windings being placed in the known manner in the notches.

   For very large machines, in order to facilitate transport, the alternating current part, which is most often the stator, is often separated into two halves, which can be transported separately.The coils located at the magnetic joints of the two halves are removed for transport then put back in place, after arrival at 'destination * For the fa-

  
 <EMI ID = 8.1>

  
our large-scale tools. As a result, the manufacturing costs are significantly increased.

  
As high power synchronous machines are designed almost exclusively for high voltages, the alternating current windings must have exceptional insulation. Due to this considerable insulation, the filling coefficient of the slots decreases and there also remains the risk of damaging the insulation when placing the coils.

  
As high resistance to short circuits is increasingly demanded, the coil heads must be very carefully reinforced. Due to the large dimensions, temperature variations lead to

  
 <EMI ID = 9.1>

  
which can easily cause damage to the windings, and loosening or abnormal stress on the various parts.

  
Difficulties of this kind can be avoided for large synchronous machines, in particular for large slow speed synchronous generators of hydraulic power plants. According to the invention, unlike the construction employed heretofore, a construction consisting of pole supports, preferably composed of individual elements with salient poles and preferably with concentric windings, is also used for these machines. The various elements of the alternating current part can consist of sectors comprising several salient poles, for example six, each of these poles comprising a concentric winding. These sectors can be put together in a simple way like a building set.

   Since there are no windings at the location of the magnetic joints between sectors, these can be manufactured and transported separately, then assembled. The tedious operation of installing the magnetic seal coils is eliminated. Sectors can be machined on relatively small machine tools. As a result, their manufacture is simplified and made more economical. Windings can also be manufactured and insulated separately. They can be put in place without deformation on the different poles, unlike distributed windings, which must always be slightly deformed when entering the notches. The elimination of deformations practically avoids

  
 <EMI ID = 10.1>

  
rigidly. The coil heads, for concentric windings, are small, so that very high short-circuit resistances are obtained, sometimes even without reinforcement. The tiresome crossing of the coil heads is also eliminated. By using concerted windings, the reactance of the stator winding is increased. Thereby,

  
short-circuit currents are reduced and resistance to short-circuits is further increased. When the different parts are working, under the influence of variations in temperature, the expansions as a result of construction in different sectors, remain relatively small, and as each sector is individually wound, and there is no winding bridging the magnetic seals of the sectors, the windings cannot be damaged by the relative displacement of two neighboring sectors. Construction

  
from identical, individually machined components facilitates manufacture, transport, on-site assembly and replacement of damaged parts.

  
It is recommended in this case also to push the further. subdivision of the alternating current part into individual elements,

  
in such a way that each individual element has only two poles

  
with individual winding. Elements consisting of solenoids or the like, with magnetic cores arranged transversely to the

  
 <EMI ID = 11.1>

  
res directed radially inward. It is, however, advantageous in some cases to use prismatic magnetic cores with axially directed pole surfaces. In this way, it is possible to appreciably shorten the length of the magnetic lines of force in the alternating current part compared with that of the exciter part, and to reduce the losses in the iron. The packages of more or less prismatic sheets can be fixed by their middle or by their pole ends. In some cases, we can turn the alternating current parts, made using similar elements, and leave the poles excita-. motion still.

  
Obtaining a sinusoidal voltage, at least at no-load, can be ensured by giving an appropriate shape to the excitation curve as well as a particular shape to the polar expansions of the excitation poles. It is however possible, instead of this, or in addition, to couple in series, in whole or in groups, the windings of the alternating current electros, and distribute the excitation poles and the poles of the alternating current electros irregularly. relative to the others in such a way that the disturbing action of the concentric windings and of the salient poles on the sinusoidal form of the voltage is, at least approximately, compensated. This is perfectly possible, even under load.

  
A sinusoidal curve of the voltage, which meets the prescriptions of the REM as well as all the international prescriptions can always be obtained if one chooses for the stator any number of poles, which is multiple of the number of phases, but without be multiple of

  
 <EMI ID = 12.1>

  
not

  
phase for 750 revolutions / minute and 50 periods / sec a stator with
21 or 27 poles. (21 and 27 are multiples of number of phases, i.e. 3,

  
 <EMI ID = 13.1>

  
750

  
number of poles of the stator 24, because this figure, which is divisible by 3, is

  
 <EMI ID = 14.1>

  
for slow rotating machines, sinusoidal voltage curves absolutely as good as with the best distributed windings.

  
The invention is also advantageous for asynchronous machines for coupling networks. It is well known that it is possible to use, for inter-urban lines, very wide networks and other cases.

  
of this kind, - instead of transformers, reactance coils and motor-generators - asynchronous motors for coupling networks, part of which is connected to one of the networks, and the other to the other network, the

  
more often through transformers. The frequencies of the networks are to a large extent independent of each other. As a rule, the frequencies of the different parts of the network are only a few

  
or not at all different, so that the asynchronous motor stands still or turns slowly. The motor comprises a drive or braking device, which is controlled according to specific known guidelines.

  
As a result of their slow rotation and frequent stops, such asynchronous machines are very poorly cooled. As it is a question here, in the majority of the cases, of the transmission of very important powers, of
-such machines must be very large. There is therefore a need for their manufacture of large machine tools and specialized labor. We therefore find the same difficulties as in the construction of large generating machines.

  
According to the invention, such an asynchronous machine, or rotating differential transformer, can also be constructed using individual elements with salient poles and concentric windings.

  
To prevent the rotor from being immobilized in certain positions, and to obtain voltage curves as sinusoidal as possible, it is recommended to arrange the poles of the stator and the rotor in such a way that they do not overlap simultaneously in all the positions. . It is thus possible, for example, not using a series coupling of groups of poles or of all the poles of the same phase, to distribute the poles irregularly, so that the poles located at phase R overlap exactly in a certain position, that they are shifted for example by 5 [deg.] of the polar pitch with respect to each other at another place, that for the following position they are shifted by 10 [deg.] , and so on and determine

  
shifting in such a way that the higher order harmonics which result from the use of salient poles and concentric windings are exactly compensated. It is also possible to choose a different number of poles for the stator from that of the rotor, by employing an appropriate coupling of the windings.

  
The individual elements may in some cases be assembled only at the assembly site; in particular, in certain cases, it is possible to hold in place the individual elements of the fixed parts in non-metallic materials, such as cement, concrete, etc., by means of rails,

  
joists, etc.

  
As the coils must simply be slipped on the pole columns, or wound around them, we can also provide them with a rigid insulation, or even place the windings, or better the whole machine. in oil or other insulating liquid. This is considerably facilitated by the "transformer-like" construction of the machine. In any case, it is possible without difficulty to isolate the winding for very high voltages, so that in certain circumstances the transformers necessary for the lowering of the voltage can be omitted. To prevent, for very high voltages and when the windings are insulated by air, the production of corona, it is possible to provide a conductive coating on the insulating layer.

  
As the machine runs only at low speed, it can easily be built with a large diameter and with a large number of poles. It behaves like a large number of small transformers whose primary windings move slowly relative to the secondary windings. Due to the subdivision into many individual elements, a very large surface area is obtained for heat dissipation, and a large number of cooling channels. This ensures good cooling even when the machine is stopped. If the machine is placed in oil, all the working parts are vigorously sprayed with oil. In the "in-air" arrangement, cooling air can be blown between the individual elements, or cooling pipes can be passed between them.

   In some cases, the individual elements can also be welded to the pipes.

  
cooling.

  
If the individual elements are fixed in non-metallic materials, for example in the concrete foundations of the machine, the manufacture and transport of bulky cast or welded carcasses is spared. When the machine is placed in an oil tank, the walls thereof can be used for securing the individual elements.

  
 <EMI ID = 15.1>

  
different elements are easily interchangeable. In some cases, individual standardized elements can be used for the construction of machines differing either in power, diameter, number of poles, etc.

  
The appended figures describe the invention in more detail.

  
FIG. 1 represents a machine with a rotating field, with a cylindrical rotor.

  
Figures 2 and 3 show a similar machine, but with a disc-shaped rotor.

  
FIG. 4 represents a machine whose poles constituting each phase are subdivided into partial poles.

  
Figures 5 and 6 show partial pole couplings.

  
 <EMI ID = 16.1> and cylindrical rotor. Figures 8 to 10 show a machine whose excitation poles are arranged between two disc-shaped rotors.

  
Figures 11 to 19 show details of such a machine.

  
Figures 20 and 21 show machines especially suitable for operation in two fluids, with pole columns constituting parallel groups.

  
Figures 22 to 27 show means for creating the pole expansions of machines with salient poles and concentric windings.

  
Figures 28 to 37 show machines with recessed poles and large surface magnetic seals.

  
Figures 38 and 39 represent the diagram of machines in Scotto coupling

  
Figures 40 through 47 show similar machine construction forms.

  
Figures 48 and 49 show machines with irregularly distributed poles.

  
Figures 50 to 70 show the different coupling modes

  
machines whose poles constituting the phases are subdivided into partial poles.

  
Figures 71 to 81 show large synchronous generators, especially suitable for hydraulic units with low head.

  
Figures 82 and 83 represent a large asynchronous machine, suitable especially for coupling networks (differential transformer).

  
FIG. 1 schematically represents a motor with a rotating field with six salient poles 1 and concentric windings 2. The poles are coupled in such a way that those which are opposite belong to the same phase, but are of reverse polarity. If we designate the different phases <EMI ID = 17.1>

  
The distance a between the polar expansions is chosen so as to obtain the optimum effect.

  
The rotor 4 comprises a cage winding, with bars at an angle, with respect to the axis. The most favorable inclination for the bars depends on various factors, mainly on the order of the upper field harmonics which must be reduced as much as possible, on the number of bars on the rotor, on the number of poles and on the axial length. The number of rotor bars has no relation to the number of poles.

  
Figure 2 shows a motor with disc rotor 5 'and poles 6 having approximately the shape of sectors, following each other in the same order as for figure 1. This machine also has concentric windings, which can be found in 7 or in 8 or even at both locations (see figure 3).

  
These forms of construction present the following advantages despite the use of salient poles and concentric windings, a motor of economic use is obtained, which is, even in the field of small powers, absolutely equal to field motors usual turn. While conventional motors have a distributed winding which is all the more difficult to manufacture as the motor is small and its operating voltage is high, here we benefit from all the well-known advantages of concentric bearings, as well, for example, ease of machine manufacture, easy and inexpensive assembly, easy interchangeability in the event of damage, remarkable insulation, especially for high voltage machines.

   In addition, all the well-known advantages of salient pole machines are enjoyed, so, for example, complicated stampings are avoided, excellent sheet utilization is obtained, as well as a very clear construction, especially as regards the couplings of the various windings. If necessary, the space reserved for the windings or the poles can, without difficulty, be hermetically separated from the rotor space so as to prevent the passage of gases or liquids; or at least, this is much easier than in the case of machines with distributed winding. A particular advantage resides on the other hand in the fact that it is possible in this way to produce motors without collectors, even in the range below 150 w, with a relatively good efficiency.

  
FIG. 4 diagrammatically represents a motor with a rotating field, the stator 11 of which comprises a large number of salient poles 12 with concentric windings 13. Each group of 4 similar poles constitutes the pole of a phase. The groups of poles corresponding to the different phases

  
RST are arranged so that they follow each other again in order

  
+ R, - T, + S, - R, + T, - S. The rotor 14 has a cage winding 15,

  
at relatively low resistance, so that disturbing harmonics of high orders are reduced.

  
In Figure 5, some of the partial poles 12 have two windings 31, 32, which are connected to different phases. The figure schematically shows the winding mode of the motor. From left to right, we first have the partial windings of the first two partial poles, which are coupled respectively in the + R direction and in the - S direction. The 3rd and 4th partial pole, with undivided windings, are coupled in the

  
sense + R; the 5th and the 6th partial pole, which again have windings

  
 <EMI ID = 18.1>
- T; the two following partial poles are coupled according to - T, those which follow in the direction - T, + S, etc ........ In this way, we obtain a polyaxial, regular rotating field, similar to that which is obtained with a distributed winding. In FIG. 6, each partial pole has only one winding; for this reason, the partial poles of the different phases are partly inverted. Between the hatched partial poles, coupled in the + R direction, there are for example partial poles coupled in the - S and - T direction; this is how the partial pole following the first hatched pole is coupled in the direction - S, and the partial pole preceding the last hatched pole in the direction - T. After the last partial pole hatched, follow two poles coupled in the direction - T, and so on.

   Since the fluxes of the different partial poles always mix somewhat, in this case also an effect similar to that of a distributed winding is obtained. The effect of a finely distributed winding - without its drawbacks, that is to say the difficulty of manufacturing the insulation, etc. - is obtained all the better as the number of partial poles constituting the poles is high and the amount of poles coupled in the direction of a distributed winding is large.

  
The horseshoe shaped poles, as exemplified in Fig. 7, at 71 may also be used with a suitably disposed cage wound cylindrical rotor 63. The concentric windings and salient poles allow for a wide variety of embodiments, which cannot be achieved with distributed winding motors. Of course, other embodiments than those shown can be considered.

  
Such winding modes can be realized for motors as well as for generators, for three-phase motors and for two-phase or single-phase motors with auxiliary phase.

  
FIG. 8 represents the developed diagram of a three-phase asynchronous motor. A solenoid ring 101 with windings 102 and enlarged pole expansions 103 is disposed between two disc-shaped rotors 104 and 105, with cage winding. The magnetic field closes, as shown by curve 106, through the solenoids 101 and the two discs <EMI ID = 19.1>

  
Excellent smoothness of the iron, as there is no cylinder head strictly speaking, whereby such machines can be built relatively light and space-saving with little loss in the iron. On the other hand, the average lengths of the windings, which are preferably wound directly onto the cores of the solenoids, are as short as possible and anyway, much shorter than in the case of distributed windings, since the heads of the coils are very prominent. are deleted. this consequently results in an appreciable saving of copper, and by extension a reduction in losses in the copper. Because of the reduction in losses, the heating of the machine is also lower, the cooling devices can be simplified, and even be completely eliminated for small machines.

  
An easier to construct embodiment is shown in section by Figures 9 and 10. The solenoids 101 have cores of trapezoidal section, or at least are trapezoidal upright.

  
pole expansions 103. As also shown in Figure 11, they are a little wider in the middle at 107, to present sufficient seating for a fastening device, and the coil is subdivided into two halves 120 and 121. Gomme le show figures 9 and 10, the cores of the solenoids are clamped in their middle 107 between an inner ring
108 and an outer ring 109, or a clamping device with crowns with a conical interior 110, with the interposition of filling pieces 111 in the form of segments. The rings 109 and 110 serve at the same time for fixing the ring of solenoids to the casing 112. The inner ring 108 can also be made in the form of a star, comprising tabs 113 serving as spacers between two. neighboring solenoids.

   Special spacers, of course made of non-magnetic or insulating materials, can however also be provided.

  
In some cases, you can even remove the inner ring
108. The solenoids are then tightened against each other with the interposition of spacers and filling pieces, by the outer ring 109 or 110, like the elements of an arch, in the same way as the lamellae d 'a collector. Instead of the devices shown for fixing the solenoids, all the known methods used in the construction of the manifolds can be employed. The cores of the solenoids instead of being fixed by the medium 107 can also be fixed by the polar expansions 103, or by the polar expansions as well as by the medium, or else, in the embodiment shown in FIG. 12, -comportant a winding subdivided into three parts 120, 121 and 122-, they can be fixed in several places.

   It is also possible to bend the sheets of the cores of the solenoids in the form of an arc of a circle, so that the sides of the interior and exterior trapezoid with respect to the center, constitute arcs of a circle parallel to the periphery of the rotor. The different sheets of different width constituting the cores of the solenoids can be cut one after the other and then stacked using automatic machines, or even identical sheets can be stacked, then the package of sheets can be machined to give it the trapezoidal shape. . For machines with a higher number of poles, the trapezoids differ so little from the rectangle that identical sheets can be used.

  
The rotor shaft 114 is rotatably mounted without axial movement in the casing, for example, using known roller bearings, and the disc-shaped rotors can in some cases be adjustably wedged on the housing. shaft 114, using thick rings or the like so as to be able to correctly adjust the air gap during assembly.

  
As shown, by way of example, in figure 13, the solenoids
101, in the case of the version with external rotor, can be screwed onto
-an interior support piece 115, or else, as shown in figure <EMI ID = 20.1>

  
are in a movable casing 116, which simultaneously serves as a pulley, friction plate or gear wheel or which can be extended further

  
 <EMI ID = 21.1>

  
instead, it is also possible, as shown by way of example in FIG. 15, to bolt the solenoids 101 to the casing 112 from the inside. The outer shrink rings 109 may also, as shown in Figure 16, consist of wire ties, similar to those used to tie the rotor windings.

  
Of course, solenoids can still be attached in many other ways. Thus, for example, they can be coated, molded or injected into a solidifying mass, optionally, together with the casing or other support element. Although special devices are not essential for cooling, with regard to small machines (for the reasons mentioned above), for example, larger machines can be cooled as shown in figures 17 to 19. In figure 17 , there are fins 118 on the outer end faces of the discs 104, 105 constituting the rotor, or else

  
outside these discs these fins suck, through the orifices 119 located in the middle of the casing, the air which circulates between the solenoids
101, and which is rejected at the ends of the casing, through radial 125 or axial 126 openings, possibly with the aid of sheet metal blades 127 (see figure 17) Using only one fan 118 (see figure 18), we can suck in air from one end of the machine, at 128, and release this air, after it has cooled the solenoids 101, on the other side of the machine, at 126.. In FIG. 19, fins 130 are arranged on the inner side of the rotor disc 104, at 129 or on the inner side and on the shaft 114, or else, in general, between the two rotor discs;

   these fins suck in fresh air through orifices 131 of the flanges of the casing and reject it through the openings 119 of the casing, after having cooled the solenoids 101 Of course, we can, here also, provide only one single fan, and circulate the cooling air axially from one flange to the other. There are obviously many other possible arrangements for cooling, similar to those used for semi-closed machines, impervious to drops or splashing water, or for closed machines with internal cooling air currents and separate exterior. The fans can also be driven by special motors, as is the case with known machines with external refrigeration.

  
A motor with a cage rotor 207 (see figure 20) has 6 poles
201 to 206o The poles are excited by windings 208, in the direction R,
- T, S, - R, T, - S. The columns of the poles 201 to 203 are parallel and together with the yoke 209 constitute an electro with three branches. The poles 204 to 206 are arranged in the same way. The pole expansions 210 are distinct from the pole columns. The magnetic seals of each of the groups 201 to
203 and 204 to 206 are in the same plane, crossed by a wall 211 of a capsule 212 surrounding the rotor 207 and the polar expansions 210, which capsule can, for example, be filled with a liquid when used as a pump . The capsule is made of metal or an alloy having a sufficiently high electrical resistance so that the alternating flux which passes through it is not significantly reduced.

   It can also naturally be made of a dielectric material, for example, of plastic plates.

  
The yoke elements 209 are magnetically connected by a laminated yoke 213, the yoke of which is behind the plane of the figure, but this yoke can also, as shown in dotted lines at 230, be located in the plane of the poles 201 to 206, and form with these poles continuous lamellae or assembled in an appropriate manner.

  
As shown in Figure 20, the size of the motor is very small in direction h, much smaller than in the case of a machine with a round stator and pole columns arranged radially. Such a motor is therefore advantageous in cases for which there is little room available in the direction 11.

  
Figure 21 shows a similar embodiment, with
12 poles, arranged in 4 groups 214 to 217. The yokes 209 of the groups 214 and 215, as well as those of the groups 216 and 217 are magnetically connected by the parts 231, which are relatively much shorter, the calipers 213, 230 of figure 20. The remainder corresponds to figure 20. For engines which are not intended to operate in two different fluids

  
 <EMI ID = 22.1>

  
can be part of the polar columns. For small machines, the enlargement of the pole expansions can be dispensed with, so that the windings can be mounted without difficulty on the columns of the electroso For larger machines, it is possible to arrange between the poles, as is done in the notches of asynchronous motors, wedges whose sides are magnetic, and which serve to widen the polar expansions.

  
Figures 20 and 21 make it easy to verify that thanks to

  
 <EMI ID = 23.1>

  
bricked beforehand, can easily be mounted, and that the free space between neighboring poles of the same group can be used almost entirely for adapting the windings.

  
As indicated in dotted lines in FIG. 20, the polar crown can also be constituted by a heterogeneous ring 218, comprising the magnetically conductive parts constituting the polar expansions and the magnetically non-conductive parts constituting the polar intervals. This ring then constitutes the wall of the capsule, and the magnetic seal 211 is then disposed on its periphery.

  
A package of stator plates 301 (see Figure 22) of a three-phase asynchronous motor has salient poles 302, having grooves 303 in the vicinity of their end. In the gap between two neighboring poles is a spacer 304 shown. in two different projections in fig. 23. It consists of two packets of sheets 340 and 341, held by two brass plates 342, and fixed by screws, wires or bands passing through the holes 343 of the plates and plates.

  
of brass. Between the packs of sheets 340 and 341 there is a gap
344. Before placing the wedges 304, one can easily thread the set of windings 305 on the poles 302. These windings can be supported in seats 306.

  
 <EMI ID = 24.1>

  
naked. It is also possible, as shown in FIGS. 24 and 25, to hold the bundles of sheets 310, arranged along the edge by a rubber part 309, vulcanized to the sheets. To manufacture such a wedge, according to firm 25, one can use the waste resulting from the stamping of the notch 307 between the poles (see figure 24), and cut the holes 308 during the stamping of the sheets. stator. The waste is then stacked one on top of the other, and the channel formed by the holes 308 is filled with rubber. After vulcanization, the remaining sheets are then cut with a saw, along the dotted lines and finally the corner shown in Figure 25 is obtained.

   Such wedges are on the one hand very flexible so that they can easily be inserted and on the other hand are so strong that they remain perfectly in place during use.

  
As shown in Figure 26, the corners can also be made by assembling several parts, for example two sintered end pieces agglomerated 311, having the form of continuous bars, and a part 312 in the form of a wedge, which can also be made of wood, rubber or synthetic materials, which are introduced between the previous pieces.

  
It is also possible, as shown in FIG. 27, to produce the corners in one piece according to the agglomeration process, by constituting the end parts 313 using metal powders, and the intermediate part 314 using powders. non-magnetic, for example of powders of non-ferrous metals or ceramic agglomerates, and compressing and agglomerating the whole

  
In Figure 28, there is shown pole pieces 401, split 402 to form a spring, which are driven into the yoke 403 of

  
the machine. The concentric winding 404 is manufactured separately. It is threaded onto the pole piece 405, before it is put in place, then the pole piece 401 is pushed in, its ends tighten up passing through the neck 406, then move away again when the pole piece has arrived. at the bottom of its housing. In this way, the gap of the seal is narrow, and its reluctance low. The reluctance of the joint can be further reduced especially by greatly increasing its surface area.

  
In Figure 29, the pole pieces 401 have their end 407 wedge-shaped. In this case also, the windings can be wound in advance. After placing the pole pieces 401 in the cylinder head
403, the poles are fixed by inserting the wedges 408 'between the expansions for

  
 <EMI ID = 25.1>

  
carry, as already shown in Figure 28, a slot 402 forming a spring. They then fit into the narrowed part 406 of the cylinder head, when they are pushed into it like a press-stud. Figures 31 and 32 show two different views of an embodiment similar to that of Figure 29. In this case also the windings 404 can be manufactured in advance. The pole pieces 401 are fixed to the brackets 410 embracing the cylinder head, by means of a bolt 411 passing through the pole piece right through. In figure 33, the pole pieces 401 are attached to the yoke
403 by a dovetail assembly, and are keyed for example in 412 or in 413. In this case also, the windings can be prepared in advance.

   For assembly, the windings are threaded onto the pole pieces, and then the pole pieces with the windings are pushed axially into the yoke 403. In figure 34, the pole pieces 401 are enlarged in a T-shape at the location of the yoke. joint, so as to increase the surface thereof. The winding 404, in this case, is wound directly onto the pole pieces 401. The pole pieces 401 can be fixed by wedges 408, as in the case of figure 29. In the embodiments according to figures 35 to 37, the pole pieces 401 are further widened at the location of the seal, to such an extent that they already constitute adjacent sectors of the cylinder head. In this case also, the windings 404 are wound directly on the pole pieces constituting at the same time the yoke.

   The different parts can, as shown in Figure 36, be fixed using wedges 416 in a casing 417, and are held in this way by arching effect. The pole pieces 401 (see fig. 37) can also be serrated at the location of the joints, at 419, in order to increase the surface of the latter, and be held against each other by a ring of hooping 418, by ligature, or by the like.

  
In the Scott coupling, advantageous for small motors for three-phase connection, the windings 501 and 502 of a pair of poles (see figures 38 and 39) are traversed by the current of one phase R, while the pair of poles arranged perpendicular to the previous one receives a combined winding 503 to 506, connected to the other two phases S and T. The ampere-turns are to be determined according to the characteristics of the Scott assembly.

  
The big advantage of the 4-pole arrangement obtained in this way is that one arrives at extraordinarily simple geometric shapes, and that the maximum use is made of the space available for the windings which can be wound up. the machine. Figures 40

  
to 47 show different embodiments of a 4-pole motor of this kind, each of them being represented by two views. Figures 40 and

  
41 show an outer rotor 507 with cage winding 508, and a stator system 509 disposed inside, in the shape of a cross, comprising the windings 501 to 506. Figures 42 and 43 show an arrangement which is very similar to the usual shapes. ; the 4 poles are part of an external stator 510, and are provided with corresponding windings 501 to
506. It can be seen that, in this case, the space available for the windings cannot be fully used. Figures 44 and 45 show a rectangular shaped stator 510. This results in a much better use of the space available for the windings. However,

  
the stator windings 501 to 506 must have different diameters and thicknesses.

  
Figures 46 and 47 show a stator 510 of square shape. The locations for windings can be made absolutely identical. It suffices simply to shift the columns 511 of the pole pieces relative to the axes of the stator and to provide pole expansion 512 only on one side. The stator sheet packages can be arranged as is done for transformers.

  
The 4-pole arrangement has this additional advantage that it is possible with the same shapes and the same pole sections, to construct single-phase or two-phase motors.

  
Figures 48 and 49 schematically show the development of two embodiments with irregularly distributed poles.

  
The stator yoke is again designated by the reference numeral 601, and the rotor cage winding by 602.

  
 <EMI ID = 26.1>

  
The poles are reconnected in the + R, - T, + S direction,
- R, + T, - S. Then we meet a pole 630 without winding, then again a pole connected in the + R direction, and so on. The poles can have the same peripheral length, or different peripheral lengths. In the exemplary embodiment, the poles of phase S are narrower than those of the other phases. In the case of figure 48, the speed of rotation obtained is lower than if the location without winding,
630, was not foreseen, that is to say that if the poles were equally distributed on the periphery, since the rotating field, to travel the part of the stator which is covered with windings takes as long as it takes would put some around the stator, if there was no space free of windings.

   For the same periphery, the speed of movement

  
of the rotating field is therefore, for the embodiment according to the figure
48, smaller than if the poles were evenly distributed. The motor can have one or more intervals without winding or not excited. The irregular distribution of the poles leads, it is true, the production of higher harmonics which decrease the efficiency, but these harmonics are largely absorbed by the cage winding, and moreover the reduction

  
efficiency is not as great as that which would be suffered if we sought to obtain the same speed with equally distributed poles, thanks to a particularly high slip.

  
If one wishes to retain these advantages and obtain, with regard to the rotating field, an action substantially identical to that of a distributed winding, it is again possible, as shown by way of example in FIG.
49, subdivide the poles of the different phases into partial poles and provide

  
 <EMI ID = 27.1>

  
its, in such a way that there results an action analogous to that of a distributed rolling. Thus, the first two partial poles, which '. Are provided with partial windings 641 and 642, are connected in the direction + R, - S,

  
 <EMI ID = 28.1>

  
sé, are connected in the + R direction, the fifth and sixth partial poles are connected in the + R direction, - T, the seventh and eighth in the direction
- T, and so on.

  
A series 608 of partial poles fitted with windings, succeeds

  
 <EMI ID = 29.1>

  
a series 609 of wound partial poles. The free interval 606 can also be subdivided into several partial free intervals, which can be distributed more or less regularly along the periphery of the station.

  
 <EMI ID = 30.1>

  
tation that we want to obtain.

  
An action similar to that of a distributed winding is also obtained, as indicated above, when the partial poles of the different phases are appropriately reversed.

  
The irregular distribution of the poles offers the advantage of making it possible to obtain abnormal speeds of rotation, without introducing abnormally large slips or abnormal frequencies, and without having to use mechanically removable poles, and this under economically better conditions than 'using a three-phase motor of a known type, operating with a high slip.

  
Figure 51 schematically represents the development of a three-phase asynchronous machine. The stator is represented in 737 and comprises
36 salient poles 738 provided with concentric windings 700. The poles are numbered from 1 to 36. Depending on the coupling of these poles, different values of the synchronous speed are obtained. Figures 52 to 68 represent, below poles Nos. 1 to 36, different possible couplings, in such a way that the windings connected to phases + R or - R, for a three-phase network R, S, .T., Are indicated by horizontal hatching, those connected to the + T or - T phases by oblique hatching and those connected to the + S or - S phases by cross hatching.

   This arrangement can be switched to obtain various rotational speeds, as explained later, with this characteristic that, unlike known winding switching devices, the wavelength of the rotating field must not be a submultiple of the peripheral length of the stator. In addition, it is possible to obtain intermediate positions for which the perimeter of the stator is an integer multiple of the wavelength of the rotating field.

  
In figure 52, the poles are connected successively, in groups of 6 consecutive poles, to the phases + R, - T, + S, - R, + T, - S.

  
The rotor, fitted with a cage winding (shown at 739 in figure

  
1) possesses at 50 per / sec. a synchronous speed of 3000 revolutions / minute.

  
In the coupling according to FIG. 53, the R and T phases each receive 6 poles, and the S phase only 5. The N [deg.] S poles 35 and 36 remain un excited. Compared to the coupling of Figure 51, the wavelength of the rotating field is reduced by 1/18. The perimeter, therefore, is not an integer multiple of this wavelength, but there remains a

  
 <EMI ID = 31.1>

  
2840 revolutions / minute.

  
In the coupling of Figure 54, phase T, too, has one pole less. The wavelength of the rotating field is reduced by 1/9, and a synchronous speed of 2670 revolutions / minute is obtained.

  
In figure 55, each phase has only 5 poles. The wavelength of the rotating field is therefore reduced by 1 / 6th. The

  
 <EMI ID = 32.1>

  
2,500 rpm.

  
In figure 56, the R and T phases each have 5 poles, but the S phase only has 4. We therefore obtain a new shortening of the wavelength of the rotating field, and a synchronous speed of 2340

  
 <EMI ID = 33.1>

  
tervales not excited, we can nevertheless, as indicated in dotted lines, reconnect poles n [deg.] s 29 to 33 to phase + R. We only have to imagine the windings as a traveling field of a determined wavelength, which is not an exact submultiple of the periphery of the stator. This traveling field is cut out in such a way that the interval containing the non-excited poles is not too large; it does not matter, moreover, whether the various phases are distributed equally or not.

  
In figure 57, the phase R has 5 poles again, and the pha- '

  
 <EMI ID = 34.1>

  
minute.

  
In Fig. 58, the three phases have only 4 blades, and a synchronous speed of 2000 revolutions / minute is obtained.

  
In figure 59, phase S has only 3 poles. A synchronous speed of 1840 revolutions / minute is obtained.

  
In figure 60, phase T also has only 3 poles. A speed of 1670 revolutions / minute is obtained.

  
In figure 61, the three phases have only 3 Pales. A speed of 1500 revolutions / minute is obtained. Here, again, the wavelength of the rotating field becomes again an exact submultiple of the periphery of the rotor, and all the poles, therefore, can be excited, as shown in Fig. 62. The torque, therefore, is doubled from the excited <EMI ID = 35.1>, and the un-excited interval would also reach half of the perimeter. So that in the couplings corresponding to FIGS. 57 to 60 the unexcited interval is not too large, it is possible to connect, as indicated in dotted lines, the poles of the remainder of the perimeter to the corresponding phases. In this way, the motor torque is increased to a certain extent, and the magnetic traction force is distributed more evenly over the periphery.

  
In figure 63, phase S has 2 poles; in the figure
64, phase T now only has 2, and in FIG. 65, phase R also has only 2. The speeds are 1330, 1170 and 1000 revolutions / minute, respectively.

  
In FIG. 65 it is again possible, as indicated in dotted lines, to excite the entire periphery of the stator, because the length of the rotating field has once again become a submultiple of the perimeter.

  
In figure 66, the number of poles of phase S is reduced

  
to 1; likewise in figure 67 that of phase T, and in figure 68, that of 3 phases. The speeds are then 835, 670 and 500 revolutions / minute.

  
By virtue of such a switching of the poles, therefore, a whole series of different synchronous speeds is obtained. These are, of course, only fictitious theoretical values, which can be more or less reduced due to damping, losses by harmonics, etc ... The practical figures are therefore lower, but the variations due to

  
however, the load is considerably smaller than when it is desired to modify the various service characteristics of known asynchronous motors by modifying the slip, for example by varying the rotor resistance.

  
In order to obtain, in spite of the salient poles and the concentric windings, an action, with regard to the rotating field, analogous to that of a distributed winding, as mentioned previously, it is possible, as shown in the figures 50, 69 and 70, also provide two windings on each of the poles, and part of the poles can be connected, by these windings, to different phases. Thus for example, for the coupling corresponding to figure 52, for the speed of 3000 revolutions /

  
 <EMI ID = 36.1>
- T, + R, those of poles n [deg.] S 10 to 12 at phases - T, and so on. For the coupling corresponding to that of figure 58, for the speed of 2000 <EMI ID = 37.1>

  
those of poles n [deg.] s 11 and 12 to + S, and so on.

  
If one wants to provide the poles only with non-subdivided windings, in order to obtain simpler couplings, one can for example, instead of the coupling represented by figure 69 for the speed of 2000 revolutions / minute, use the coupling shown in Fig. 70, in which the poles connected to the different phases are appropriately inverted. In this case, the pole N [deg.] 1 is connected to + R, the second to - S, the third

  
and the fourth to + R, the fifth to - T, the sixth to + R again, the seventh and eighth to - T, etc. Also in this case, an action analogous to that of a distributed winding is obtained because the fluxes of poles n [deg.] S 1 and 2 or 5 and 6 always mix somewhat.

  
Obviously, disturbances occur in the residual elements of the perimeter and in those of the ends of the excited series, when the wavelength of the rotating field is not a sub-multiple of the stator perimeter, and these disturbances lead to a reduction in the torque. and performance. These disturbances, however, remain within permissible limits, when one takes into account that the speed control devices, known for asynchronous machines with the aid of additional sliding resistors, also lead to an increase in losses. An excessively strong reduction in torque can be remedied, such as

  
shown for example in Figures 56 to 60, in dotted lines, by following one or more complete rows of poles with an incomplete row, partially filling the remaining gap. It should be noted, moreover, that for groups for which the moment of resistance increases in proportion to the square of the speed, the decrease in the motor torque, when switching to lower speeds, has no practical significance, because for such groups, the power of the driven machines decreases much more sharply than the torque, which the engine is capable of delivering. Different driven machines require constant torque drive motors.

   In this case, the motors must have characteristics such that the minimum torque is sufficient, that is, in such a way that the machine is too powerful for the. full speed synchronous. For machines which require constant power, it is necessary to be willing to use motors that are much too powerful, when a large range of speed variations is desired. This can be simplified by providing a gear reducer, which for low rotational speeds allows better use of the drive motor. If intermediate gearboxes are provided, as is the case with most machine tools, then there is no longer any difficulty when the pole switching is properly combined with that of the variable speed drive.

  
FIG. 71 represents a synchronous generator, the stator system of which, which is its AC part, is made up of sectoral elements 801 each comprising 6 salient poles 802. Such a sector is represented on a larger scale by FIG. 72. Each one is represented on a larger scale. of the poles 802 has a concentric winding 803. In machines for three-phase current, the poles follow one another, again in the direction + R, - T, + S, - R, + T,
- S. Instead of having only a single winding, some or all of the poles can also have two or more partial windings, with inverted coupling such that they have, from the magnetic point of view, an action analogous to that of a distributed winding.

   In order to reduce the air gaps as much as possible, it is possible, as in the case of FIGS. 22 to 27, to interpose between the poles of shims 804, the edges of which are magnetic. The windings can be impregnated with insulating solutions, or even be provided with rigid insulating casings. It becomes, in this way, possible to insulate the coils in such a remarkable way that the generator can be used to supply high-voltage current directly, without having to insert an intermediate step-up transformer, as long as the '' is applied to the surfaces of the coils, in order to avoid efflu- <EMI ID = 38.1>

  
soaking or any other process. The electrostatic field then only manifests itself in a solid dielectric, and any formation of effluvia and sparks is avoided.

  
 <EMI ID = 39.1>

  
ment high, so that for a machine of this kind the short-circuit current can be reduced to a value approximately half that which would normally be obtained by an equivalent machine with distributed winding. By subdividing the windings into partial windings and mixing these partial windings, as explained previously, the reduced reactance. A subdivision of the winding into three parts makes it possible to obtain a reactance having a value substantially equal to that of a distributed winding.

  
The subdivision of the alternating current part into relatively small sectors 801 also offers the advantage that, in the event of significant temperature variations, there is no expansion of the sheets sufficiently large to be able to endanger the casing or the windings. The very slight geometric changes occurring within such a polar system therefore have no influence, as each polar column carries a closed winding, which does not undergo any

  
 <EMI ID = 40.1>

  
They are rigid, and their protrusion can be kept as low as desired; they can even lean directly on the sheets, so that they easily withstand large short-circuit currents, without requiring special reinforcements. It makes sense that the different sectors are much more manageable for machining, assembly and transport than, for example, machines which can only be dismantled in two parts. These sectors can moreover be machined on relatively small machine tools, the tools of which are guided in correspondence with the curvature of the sector.

  
For the assembly of these generators in power stations, it is possible in certain cases, if one wishes to avoid the large castings or welded parts, to fix the pole segments with the aid of rails or joists in structures made of non-metallic materials , such as concrete, cement, etc. As in low-head hydraulic power plants, the

  
 <EMI ID = 41.1>

  
intended to receive the sectors can be made very easily using a rotating jig. This housing can be part of the concreting of the plant. The securing parts of the sectors, and the sectors themselves, can also be easily produced using a rotating jig, so as to obtain the same air gap everywhere. This eliminates the need to manufacture, transport and assemble large casings, cast or welded, as the casing can be made on site using non-metallic materials. The refrigeration channels or the refrigeration pipes or the like can be made from these materials without difficulty.

  
To reduce the risk of damaging the insulation of the windings during transport, the packages of sheets can be transported separately.

  
and windings, and only assemble them on site. In the event of damage to a winding, or of any other defect, the various sectors or. the coils. For the same reasons, such a generator can easily be modified for other voltages.

  
The rotor of such a machine can be constructed in the usual manner, thus, for example, having salient poles 805 with direct current windings 806, which are connected via a ring collector to an exciter.

  
By an appropriate choice of the field curves of the excitation poles

  
 <EMI ID = 42.1>

  
disturbing fluence of salient poles and concentric windings on the sinusoidal voltage curve can be further reduced by moving the ac poles and the excitation poles relative to each other, when coupling coils in series or of groups of coils of the same phase, that is to say by ensuring, for example, that in one of the polar divisions, the axis of the excitation pole coincides with the axis of the pole corresponding to phase + R, that in the next polar division it is shifted for example by 5 electrical degrees, and that in the next polar division it is again shifted by 5 more electrical degrees, and so on.

   The partial voltages induced in the coils connected in series are then slightly out of phase with one another, and this phase shift is chosen so that the upper harmonics of the voltage curve are minimum.

  
While in the embodiment according to Figures 71 and
72 the alternating current part is subdivided into several sectors each comprising several poles, in the examples which follow, this alternating current part is subdivided into separate poles or into pairs of poles. In figures 73 and 74, the alternating current part is constituted by

  
 <EMI ID = 43.1>

  
quote 810, arranged on wheels 811. The different poles follow each other again in the same direction as in figure 72. Thanks to this subdivision of the alternating current part into separate elements, the workpieces to be machined and transported are even smaller , and can be manipulated

  
and packaged even easier. The different elements as well as

  
the parts necessary for their fixing are all identical and uniform. They can therefore be mass produced. As a result, there is this appreciable advantage that now, even for the largest generating machines, piecemeal manufacturing, which is costly and achievable only by highly skilled labor, can be replaced by very inexpensive mass production. which no longer requires specially qualified personnel, and which can be used for the manufacture of generators even if they have different dimensions, speeds, powers or other characteristics, the same individual elements, and obtain different voltages thanks to to a suitable coupling of the coils.

  
For decomposition into individual poles, the windings can be even better insulated, and perhaps even be joined, glued, or cast solidly with the cores. In this way, the movement of the windings relative to the core is avoided, for example under the influence of mechanical oscillations, electrodynamic forces, etc., and therefore fatigue or wear of the insulation. In some cases, the windings can be wound directly onto the core.

  
The U-shaped elements 807 can be made in different ways. A preferred embodiment is shown in Figures 75 and 76. In these, the pole pieces 871 and the yoke pieces 870 are laminated in directions perpendicular to each other. For this reason, it is possible to widen the poles 809 in the plane of rotation, without using magnetic shims, while retaining the possibility of manufacturing the windings 808 separately. The parts 870 and 871 are then held with the aid of suitable flanges 872 by weld seams, rivets or screws. The magnetic seals can be the subject of sawtooth cutting, to increase their permeability to flow, or else be filled with a paste containing iron particles, to reduce their reluctance.

   In Figure 76, pole columns 871 are T-shaped, and windings 868 are wound directly onto the pole pieces. The parts 870 and 871 are assembled using flanges 872, their borders 873 surrounding the heads 874 of the parts 871.

  
A particularly advantageous embodiment is represented

  
 <EMI ID = 44.1>

  
elements are substantially prismatic. The windings 813 are wound directly on the cores 812. The cores are fixed by the medium 814 or by the pole ends. The excitation poles 815 are disposed laterally with respect to the elements 812 and 813, and may, as shown in figure 79, rest on forks, or be fixed on a U-shaped rim 816. This embodiment provides this. advantage that the length of the magnetic circuit and the volume of the alternating current part are significantly smaller than those of the excitation poles and that, consequently, a large quantity of sheets can be saved, while significantly reducing the losses in the iron .

  
 <EMI ID = 45.1>

  
analogous with the help of individual elements. It is thus possible, for example as shown in FIG. 79, to provide on the wheel 817 U-shaped parts 816 each comprising two excitation poles 815, and in certain cases also to produce the wheel 817 using individual elements.

  
A particular advantage of the decomposition into individual elements is that the ratio of areas to volumes becomes much greater than for non-decomposable machines and that consequently the areas available for heat removal are significantly increased, given that, if we decrease the dimensions of a body, its volume decreases proportionally to the cube of its dimensions, while its area decreases only in proportion to the square. It follows therefore that the decomposition into individual elements results in exceptional cooling, because the large machine behaves as if it were made up of several small machines.

   As currently small machines do not usually include a cooling device or air circulation ducts, it can in certain circumstances also be waived with regard to the subject of the invention. However, there is no difficulty in creating air circulation.

  
cooling between the individual elements, as is done for

  
large machines, this circulation, due to the subdivision of the machine into individual elements, being much more efficient than in the case of non-decomposable machines. It is possible to provide in or between the individual elements, especially when these are held in concrete,

  
in cement or the like, refrigeration pipes traversed by a stream of water, instead of or in addition to the reinforcements, so as to further increase the cooling, and the individual elements can even be welded to the cooling pipes, so that these pipes also serve to hold the elements in place.

  
When assembling a machine according to the invention, the assembly by welding provides a great advantage. It is thus possible, by way of example, to put the individual elements in place, during assembly, by using a template guided by the shaft of the machine, and by welding them to the pieces of iron emerging from the concrete. Their correct placement is therefore ensured.

  
In the exemplary embodiment according to FIG. 81, the individual elements 812 of the alternating current part are mounted on the rim of a wheel 818, and rotate; they are electrically connected by the collec-

  
 <EMI ID = 46.1>

  
the rotor is relatively light, because the iron volume of the AC part is very small.

  
In rotating field machines (differential transformer) according to figures 82 and 83, the rotor and stator also consist of individual elements 901 with U-shaped magnetic cores 902

  
and concentric windings 903. The stator elements can for example be anchored in the foundations of the machine, in the case of a machine

  
with a vertical shaft, for example by embedding rails in foundations; the individual elements, after being put in place using a rotating jig guided by the machine shaft, are welded to the free end of these rails. The rotor elements are mounted on an impeller 905 which is itself mounted on a shaft 904. The shaft has a slip ring 906, connected to the individual elements. Shaft 904 is connected, in accordance with a known construction method, to a separately controlled drive or braking device. To avoid stopping the drive device in the event of stopping of the shaft, it is possible, in the known manner, to provide a differential. The individual elements are again coupled in the direction + R, - T, + S, - R etc. as shown in figure 83. They have polar expansions 907 widening.

  
 <EMI ID = 47.1>

  
whose edges are magnetic.

  
U-shaped pieces of iron may consist of bundles of sheets. The yokes and pole columns can also be made up of separate packages of sheets, assembled by press or by interlocking.

  
We can assemble the different packages of sheets by welding, bolts,

  
by rivets, by crimping, etc. As shown in figure 83, the elements

  
of the rotor are offset from those of the stator, for reasons indicated above, and the number of poles of the rotor is different from that of the

  
stator.

CLAIMS.

  
1.- Rotating field machine, characterized by the combination

  
of the following characteristics: salient poles with concentric windings of an arrangement such that the poles of the same phase, but of opposite polarity, are offset by 1800 (calculated according to the pole pitch) one by one

  
compared to the other, rotor with cage winding or damping winding, preferably low resistance, or other means to reduce

  
influences of the upper harmonics or the upper harmonics themselves, and rotor poles or notches preferably arranged at an angle.


    

Claims (1)

2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 2.- Machine according to claim 1, characterized in that le nombre d'encoches du rotor est indépendant du nombre de pôles. the number of notches in the rotor is independent of the number of poles. 3.- Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en 3.- Machine according to claims 1 and 2, characterized in ce que les pôles ont une forme telle que la courbe du champ, au droit de that the poles have a shape such as the curve of the field, to the right of chaque expansion polaire, soit sensiblement rectangulaire. each polar expansion, or substantially rectangular. 4.- Machine suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en 4.- Machine according to claims 1 to 3, characterized in ce que le facteur de recouvrement de pôles est déterminé pour les conditions what the pole recovery factor is determined for the conditions optima. optima. 5.- Machine suivant les revendications 1 à 4, à induit à disques 5.- Machine according to claims 1 to 4, with disc armature (un ou plusieurs disques) caractérisée par des pôles ou des expansions polaires en forme de secteur. <EMI ID=48.1> (one or more discs) characterized by poles or pole expansions in the form of a sector. <EMI ID = 48.1> pour de petites puissances, en particulier inférieures à 150 W. for small powers, in particular less than 150 W. 7.- Machine suivant les revendications 1 à 6, caractérisée en 7.- Machine according to claims 1 to 6, characterized in ce que les pôles des différentes phases (R S T) ou des phases auxiliaires what the poles of the different phases (R S T) or of the auxiliary phases sont composées de deux ou plusieurs pôles partiels (voir 12, figures 4 à 6) consist of two or more partial poles (see 12, figures 4 to 6) <EMI ID=49.1> <EMI ID = 49.1> 8.- Machine suivant les revendications 1 à 7, caractérisée en 8.- Machine according to claims 1 to 7, characterized in ce qu'une partie au moins des pôles partiels (12, figure 5) comporte des enroulements partiels (31, 32), lesquels sont raccordés à différentes phases that at least some of the partial poles (12, figure 5) have partial windings (31, 32), which are connected to different phases (R, S, T) suivant une disposition telle qu'il en résulte, au point de vue (R, S, T) according to an arrangement such as it results, from the point of view du champ tournant, une action analogue à celle d'un enroulement réparti. of the rotating field, an action similar to that of a distributed winding. <EMI ID=50.1> <EMI ID = 50.1> que les pôles partiels (12, figure 6) des différentes phases R, S, T sont, that the partial poles (12, figure 6) of the different phases R, S, T are, au moins en partie, intervertis de telle sorte qu'au point de vue du champ at least in part, inverted so that from the point of view of the field tournant on obtienne une action analogue à celle d'un. enroulement réparti. turning we obtain an action similar to that of a. distributed winding. 10.- Machine selon les revendications 1 à 9, caractérisée en 10.- Machine according to claims 1 to 9, characterized in ce qu'une couronne de solénoïdes (101) (voir figures 8 à 10) est disposée that a crown of solenoids (101) (see figures 8 to 10) is arranged entre deux rotors en forme de disque (104, 105) munis d'enroulements à cage. between two disc-shaped rotors (104, 105) provided with cage windings. llo- Machine suivant les revendications 1 à 10, caractérisée en llo- Machine according to claims 1 to 10, characterized in <EMI ID=51.1> <EMI ID = 51.1> solénoïde ou un premier groupe de solénoïdes, un premier rotor à disque (104) solenoid or a first group of solenoids, a first disc rotor (104) un second solénoïde ou un second groupe de solénoides et l'autre rotor à disque (105). a second solenoid or a second group of solenoids and the other disc rotor (105). <EMI ID=52.1> <EMI ID = 52.1> ce que les solénoïdes (101, figure 9) sont de forme trapézoïdale tout au that the solenoids (101, figure 9) are trapezoidal in shape throughout moins aux expansions polaires (103), et sont composés éventuellement de tôles less to the polar expansions (103), and are optionally composed of sheets cintrées conformément au périmètre du rotor. arched in accordance with the perimeter of the rotor. 13.- Machine suivant les revendications 1 à 12, caractérisée en 13.- Machine according to claims 1 to 12, characterized in ce que les solénoïdes (101) sont maintenus par les deux expansions polaires that the solenoids (101) are held by the two pole expansions (103, figure 16), ou, dans le cas d'enroulements subdivisés, (120, 121, figures 10 et 11), par le milieu (107) ou par plusieurs endroits (voir figure 18). 14.- Machine suivant les revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les solénoïdes sont maintenus ensemble à l'aide de moyens similaires à des lamelles de collecteur, produisant un effet de voûte. (103, figure 16), or, in the case of subdivided windings, (120, 121, figures 10 and 11), by the middle (107) or by several places (see figure 18). 14.- Machine according to claims 1 to 13, characterized in that the solenoids are held together by means similar to manifold lamellae, producing an arching effect. <EMI ID=53.1> <EMI ID = 53.1> en ce que les solénoïdes (101, figures 9 et 10) sont maintenus en place avec interposition de pièces de remplissage (111, 113) grâce à des bagues de frettage (109) ou de serrage (110) et sont fixés à l'enveloppe (112) de préférence à l'aide de ces bagues (109, 110)0 in that the solenoids (101, figures 9 and 10) are held in place with the interposition of filling pieces (111, 113) by means of shrinking rings (109) or clamping (110) and are fixed to the casing (112) preferably using these rings (109, 110) 0 <EMI ID=54.1> <EMI ID = 54.1> sée en ce que les solénoïdes (101, figures 9 et 10) sont coincés entre une bague intérieure, (108) et une bague extérieure (109, 110). Sée in that the solenoids (101, Figures 9 and 10) are wedged between an inner ring, (108) and an outer ring (109, 110). 17.- Machine suivant les revendications 1 à 16, caractérisée en ce que les bagues de serrage consistent en des ligatures de fil métallique (109, figure 16). 17.- Machine according to claims 1 to 16, characterized in that the clamping rings consist of wire ties (109, figure 16). <EMI ID=55.1> <EMI ID = 55.1> ce que les solénoïdes (101) sont vissés, soudés, coincés ou fixés d'une manière quelconque à une pièce de support intérieure (115, figure 13, ou 108, that the solenoids (101) are screwed, welded, wedged or fixed in some way to an interior support part (115, figure 13, or 108, figure 14) ou extérieure (enveloppe 112, figure 15)0 <EMI ID=56.1> figure 14) or external (envelope 112, figure 15) 0 <EMI ID = 56.1> ce que les solénoïdes, en vue de leur maintien en place, sont, noyés, pressés ou injectés dans la masse en train de se solidifier ou de faire prise, le cas échéant, conjointement avec l'enveloppe ou une autre pièce de support. that the solenoids, with a view to their holding in place, are, embedded, pressed or injected into the mass in the process of solidifying or setting, as the case may be, together with the casing or another support part. 20.- Machine suivant les revendications 1 à 19, caractérisée en ce que des ailettes de ventilateur (118) sont disposées en dehors ou aux extrémités des deux rotors à disque (104, 105, figure 17), et en ce que ces ailettes aspirent de l'air frais par des ouvertures (119) situées au voisinage du centre de l'enveloppe, et le rejette par des ouvertures radiales (125) ou axiales (126) aux extrémités de l'enveloppe, après qu'il a circulé entre les solénoïdes (101). 20.- Machine according to claims 1 to 19, characterized in that the fan fins (118) are arranged outside or at the ends of the two disc rotors (104, 105, Figure 17), and in that these fins suck fresh air through openings (119) located near the center of the envelope, and rejects it through radial (125) or axial (126) openings at the ends of the envelope, after it has circulated between the solenoids (101). <EMI ID=57.1> <EMI ID = 57.1> ce qu'un ventilateur (118), disposé du côté extérieur d'un disque-rotor (105) (figure 18), aspire de l'air de refroidissement par une des extrémités de l'enveloppe (en 128) et le rejette à l'autre extrémité de l'enveloppe (en 126) après qu'il a circulé entre les solénoïdes (101). what a fan (118), disposed on the outer side of a disc-rotor (105) (figure 18), sucks in cooling air through one end of the casing (at 128) and rejects it at the other end of the casing (at 126) after it has circulated between the solenoids (101). 22.- Machine selon les revendications 1 à 19, caractérisée en 22.- Machine according to claims 1 to 19, characterized in ce que des ventilateurs (129, 130) (figure 19) disposés du côté intérieur des disques-rotors (104, 105, figure 19), ou bien entre eux, aspirent de l'air de refroidissement, par les côtés extérieurs de l'enveloppe en (131) et le rejettent en le faisant passer entre les' solénoïdes (101) par des ouvertures (119) situées dans le milieu de l'enveloppe. that the fans (129, 130) (figure 19) arranged on the inner side of the disc-rotors (104, 105, figure 19), or else between them, suck cooling air, by the outer sides of the envelope in (131) and reject it by passing it between the 'solenoids (101) through openings (119) located in the middle of the envelope. 23.- Machine suivant les revendications 1 à 19, caractérisée 23.- Machine according to claims 1 to 19, characterized en ce qu'un ventilateur, disposé sur la face intérieure d'un disque-rotor aspire de l'air de refroidissement par un des flasques de l'enveloppe, et in that a fan, arranged on the inner face of a rotor disc sucks cooling air through one of the flanges of the casing, and le rejette par l'autre flasque, après qu'il est passé entre les solénoïdes. rejects it through the other flange, after it has passed between the solenoids. 24.- 'Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les colonnes polaires sont disposées en des groupes qui sont sensiblement parallèles (201 à 203, et 204 à 206, figure 20). 24. Machine according to claim 1, characterized in that the pole columns are arranged in groups which are substantially parallel (201 to 203, and 204 to 206, FIG. 20). 25.- Machine suivant les revendications 1 et 24, caractérisée 25.- Machine according to claims 1 and 24, characterized en ce que toutes les colonnes polaires (201 à 206, figure 20) sont disposées parallèlement et constituent deux groupes (201 à 203 et 204 à 206) décalés de 180[deg.]/. in that all the pole columns (201 to 206, FIG. 20) are arranged in parallel and constitute two groups (201 to 203 and 204 to 206) offset by 180 [deg.] /. 26.- Machine suivant les revendications 1, 24 et 25, pour emploi dans deux fluides différents, caractérisée en ce qu'une paroi (211) d'une capsule (212) entourant l'espace rotorique est disposée entre les enroulements polaires (206), (figure 20) et les expansions polaires (210). 27.- Machine suivant les revendications 1 et 24 à 26, caractérisée en ce que les expansions polaires (210, figure 20) sont séparées des colonnes polaires par un intervalle dans lequel passe la paroi (211) de la capsuleo 26.- Machine according to claims 1, 24 and 25, for use in two different fluids, characterized in that a wall (211) of a capsule (212) surrounding the rotor space is arranged between the pole windings (206 ), (figure 20) and the polar expansions (210). 27.- Machine according to claims 1 and 24 to 26, characterized in that the polar expansions (210, figure 20) are separated from the polar columns by an interval in which the wall (211) of the capsule passes. 28.- Machine suivant les revendications 1 et 24 à 27, caractérisée en ce que les intervalles de chaque groupe de pôles (201 à 203 et 204 28.- Machine according to claims 1 and 24 to 27, characterized in that the intervals of each group of poles (201 to 203 and 204 à 206, figure 20) sont disposés dans un même plan. to 206, figure 20) are arranged in the same plane. 29.- Machine suivant les revendications 1 et 24 à 27, caractérisée en ce que la couronne des expansions polaires consiste en un anneau hétérogène (tube 218, fig. 20) constituant avec les expansions polaires 29.- Machine according to claims 1 and 24 to 27, characterized in that the crown of the polar expansions consists of a heterogeneous ring (tube 218, fig. 20) constituting with the polar expansions des zones magnétiquement conductrices et avec les intervalles polaires, des zones magnétiquement non conductrices. magnetically conductive areas and with the polar gaps, magnetically non-conductive areas. 30.- Machine suivant les revendications 1 à 29, caractérisée en ce que les intervalles polaires (302, figure 22), dont les dimensions sont égales ou inférieures à celles du "jour" des enroulements (305) sont remplis par des cales (304) constituées le long des bords (340, 341,, figure 23; 30.- Machine according to claims 1 to 29, characterized in that the polar intervals (302, figure 22), the dimensions of which are equal to or less than those of the "day" of the windings (305) are filled by shims (304 ) formed along the edges (340, 341 ,, Figure 23; 310, figure '25; 311, figure 26; 313, figure 27) par des matériaux magnétiques. 310, figure '25; 311, figure 26; 313, figure 27) by magnetic materials. <EMI ID=58.1> <EMI ID = 58.1> en ce que la zone médiane (309, figure 25) des cales est constituée par du caoutchouc, qui est vulcanisé sur les zones marginales (310). in that the middle area (309, Fig. 25) of the wedges is made of rubber, which is vulcanized on the marginal areas (310). 32.- Procédé de fabrication de cales selon la revendication 31, caractérisé en ce que les tôles constituant les bords des cales (310), (figures 24 et 25) sont vulcanisées sur la pièce en caoutchouc (309), pendant qu'elles l'entourent, par exemple sous forme de bague, les parties de tôles qui relient les deux bords de la cale étant ensuite enlevées. 32.- A method of manufacturing shims according to claim 31, characterized in that the sheets constituting the edges of the shims (310), (Figures 24 and 25) are vulcanized on the rubber part (309), while they l 'surround, for example in the form of a ring, the sheet metal parts which connect the two edges of the wedge then being removed. <EMI ID=59.1> <EMI ID = 59.1> déchets d'estampage (307, figure 24) des tôles du stator sont poinçonnés stamping waste (307, figure 24) from the stator sheets are punched à l'endroit où se placera ultérieurement la pièce en caoutchouc (309 en 308) puis sont utilisées comme une pièce unique, conformément au procédé selon la revendication 32. at the place where the rubber part (309 to 308) will subsequently be placed and are then used as a single part, in accordance with the method according to claim 32. <EMI ID=60.1> <EMI ID = 60.1> l'emploi de cales agglomérées (voir figures 26 et 27). the use of agglomerated wedges (see figures 26 and 27). 35.- Machine suivant les revendications 1 à 30 et 34, caractérisée en ce que les bords (313, figure 27) en poudres magnétiquement bonnes conductrices et la zone médiane (314) en poudres isolantes, notamment en matières céramiques, sont agglomérées en une pièce unique. 35.- Machine according to claims 1 to 30 and 34, characterized in that the edges (313, Figure 27) of magnetically good conductive powders and the middle zone (314) of insulating powders, in particular of ceramic materials, are agglomerated in a unique piece. 36.- Machine à pôles saillants munis d'expansions polaires suivant la revendication 1, et venant en contact avec les autres parties du stator et des pièces polaires en formant des joints magnétiques, caractérisée 36.- Machine with salient poles provided with pole expansions according to claim 1, and coming into contact with the other parts of the stator and of the pole pieces, forming magnetic seals, characterized <EMI ID=61.1> <EMI ID = 61.1> d'augmenter la surface des joints. to increase the surface of the joints. 37.- Machine suivant les revendications 1 et 36, caractérisée en ce que les pôles (401) (figures 28 à 33) pénètrent comme des tenons dans les parties (403) correspondantes de la culasse. 37.- Machine according to claims 1 and 36, characterized in that the poles (401) (Figures 28 to 33) penetrate like tenons into the corresponding parts (403) of the cylinder head. <EMI ID=62.1> <EMI ID = 62.1> en ce que les pôles (401 figure 33) pénètrent à la façon d'une queue d'aronde dans les parties (403) de la culasse. in that the poles (401 Fig. 33) penetrate like a dovetail in the parts (403) of the cylinder head. 39.- Machine suivant les revendications 1 et 36 à 38, caractérisée en ce que les extrémités en forme de tenons des pôles sont fendues (en 402, voir figures 28 et 30) pour constituer ressort. 39.- Machine according to claims 1 and 36 to 38, characterized in that the tenon-shaped ends of the poles are split (in 402, see figures 28 and 30) to constitute a spring. 40.- Machine suivant les revendications 1 et 36 à 39, caractérisée en ce que les pôles (401, figure 34) s'élargissent en forme de T aux endroits de contact. 40.- Machine according to claims 1 and 36 to 39, characterized in that the poles (401, Figure 34) widen in the form of a T at the contact points. 41.- Machine suivant les revendications 1 et 36 à 40, caractérisée en ce que les élargissements en forme de T des pôles (401, figures 35 à 37) constituent des secteurs de .la culasse (403) . 41.- Machine according to claims 1 and 36 to 40, characterized in that the T-shaped enlargements of the poles (401, Figures 35 to 37) constitute sectors of the cylinder head (403). 42.- Machine suivant les revendications 1 -et 36 à 41, caractérisée en ce que les pôles (401, figure 37) sont dentelés à l'endroit où ils se touchent (419). 42.- Machine according to claims 1 -and 36 to 41, characterized in that the poles (401, Figure 37) are serrated where they touch (419). <EMI ID=63.1> <EMI ID = 63.1> térisée en ce que les pièces constituant les pôles et la culasse (401, 403, <EMI ID=64.1> terized in that the parts constituting the poles and the cylinder head (401, 403, <EMI ID = 64.1> 44.- Machine suivant les revendications 1, 36, 41 et 42, caractérisée en ce que les parties constituant la culasse et les pôles (401, 403, 44.- Machine according to claims 1, 36, 41 and 42, characterized in that the parts constituting the yoke and the poles (401, 403, figures 36 et 37) sont maintenues ensemble par effet de voûte dans une enveloppe (417), à l'aide de cales (416), par des anneaux de frettage (418), des ligatures ou autres dispositifs de ce genre. Figures 36 and 37) are held together by arching effect in an envelope (417), using wedges (416), by hooping rings (418), ligatures or other devices of this kind. 45.- Machine suivant les revendications 1 et 36 à 44, caractéri- 45.- Machine according to claims 1 and 36 to 44, charac- <EMI ID=65.1> <EMI ID = 65.1> des cales (408) ou dispositifs analogues chassés entre leurs expansions polaires (409). wedges (408) or similar devices driven between their polar expansions (409). <EMI ID=66.1> <EMI ID = 66.1> sée en ce que les pôles (401, figures 31 et 32) sont fixés à des étriers (410) ou dispositifs analogues entourant la culasse. Sée in that the poles (401, Figures 31 and 32) are fixed to brackets (410) or similar devices surrounding the cylinder head. 47.- Machine de faible puissance pour raccordement triphasé, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre pôles saillants avec enroulements concentriques (501 à 506, figures 38, 39) en montage Scott. 47.- Low power machine for three-phase connection, according to claim 1, characterized in that it comprises four salient poles with concentric windings (501 to 506, Figures 38, 39) in Scott assembly. 48.- Machine suivant les revendications 1 et 47, caractérisée par un stator interne cruciforme (509, figures 40 et 41) à encoches rectangulaires, de préférence carrées, pour recevoir les enroulements (401 à 406). 48.- Machine according to claims 1 and 47, characterized by an internal cruciform stator (509, Figures 40 and 41) with rectangular notches, preferably square, to receive the windings (401 to 406). 49.- Machine suivant les revendications 1 et 47, caractérisée 49.- Machine according to claims 1 and 47, characterized par un stator externe rectangulaire (510, figures 44 et 45) à deux paires by a rectangular external stator (510, figures 44 and 45) with two pairs <EMI ID=67.1> <EMI ID = 67.1> 50.- Machine suivant les revendications 1 et 47, caractérisée par un stator externe carré (510, figures 46 et 47) à colonnes polaires (511) excentrées et expansions polaires (512) disposées d'un même côté des pôles, de préférence avec des emplacements, pour recevoir les bobines, qui soient identiques pour tous les pôles. 50.- Machine according to claims 1 and 47, characterized by a square outer stator (510, Figures 46 and 47) with polar columns (511) eccentric and polar expansions (512) arranged on the same side of the poles, preferably with locations, to receive the coils, which are identical for all the poles. <EMI ID=68.1> <EMI ID = 68.1> les pôles sont irrégulièrement répartis, dans le but d'obtenir des vitesses de rotation anormales. the poles are irregularly distributed, in order to obtain abnormal rotational speeds. 52.- Machine suivant les revendications 1 et 51, caractérisée en ce qu'un intervalle sans' enroulement ou non excité succède à une série de pôles bobinés (par exemple 603, figure 48). 52.- Machine according to claims 1 and 51, characterized in that an interval without winding or not excited follows a series of wound poles (for example 603, Figure 48). <EMI ID=69.1> <EMI ID = 69.1> ce que les pas polaires des différentes phases sont différents. that the pole steps of the different phases are different. 54.- Machine suivant les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les pôles sont également commutables de façon que la longueur d'onde du champ tournant ne soit pas contenue un nombre entier de fois dans le périmètre, c'est-à-dire de façon que le périmètre ne soit pas un multiple complet de la longueur d'onde du champ- tournant (figures 50 à 70). 54.- Machine according to claims 1 to 7, characterized in that the poles are also switchable so that the wavelength of the rotating field is not contained an integer number of times in the perimeter, that is to say say so that the perimeter is not a complete multiple of the wavelength of the rotating field (Figures 50 to 70). 55.- Machine suivant les revendications 1, 7 et 54, caractérisée en ce que les pôles qui correspondent au "reste" de la périphérie sont courtcircuités ou ne sont pas excités (par exemple, figure 55). 55.- Machine according to claims 1, 7 and 54, characterized in that the poles which correspond to the "remainder" of the periphery are short-circuited or are not energized (for example, figure 55). 56.- Machine suivant les revendications 1, 7 et 54, caractérisée par un couplage tel que des parties du "reste" de la périphérie sont raccordées à une partie seulement des plases (par exemple, figure 59, partie en traits interrompus). <EMI ID=70.1> 56.- Machine according to claims 1, 7 and 54, characterized by a coupling such that parts of the "remainder" of the periphery are connected to only part of the plases (for example, Figure 59, part in broken lines). <EMI ID = 70.1> d'onde du champ tournant, les pas polaires des différentes phases sont de grandeurs différentes, (par exemple, figure 63). wave of the rotating field, the pole steps of the different phases are of different magnitudes (for example, figure 63). <EMI ID=71.1> <EMI ID = 71.1> térisée en ce que l'intervalle non excité correspondant au "reste" du périmètre est subdivisé en deux ou plusieurs intervalles, répartis de préférence régulièrement sur le périmètre, dans le but d'éviter des efforts magnétiques unilatéraux ou des effets analogues. terized in that the unexcited interval corresponding to the "rest" of the perimeter is subdivided into two or more intervals, preferably evenly distributed on the perimeter, in order to avoid unilateral magnetic forces or similar effects. 59.- Machine selon les revendications 1, 7 et 54 à 58, caractérisée par son utilisation sur des machines réceptrices dont le couple résistant croît avec la vitesse de rotation, par exemple suivant le carré de celle-ci. 59.- Machine according to claims 1, 7 and 54 to 58, characterized by its use on receiving machines of which the resistive torque increases with the speed of rotation, for example according to the square thereof. 60.- Machine suivant les revendications 1, 7 et 54 à 58, caractérisée en ce que la commutation des pôles est combinée avec un dispositif de changement de vitesse, spécialement pour les machines à couple constant ou à puissance constante, notamment pour les faibles vitesses de rotation. 60.- Machine according to claims 1, 7 and 54 to 58, characterized in that the switching of the poles is combined with a speed changing device, especially for machines with constant torque or constant power, in particular for low speeds of rotation. 61.- Application du mode de construction de la partie courant alternatif de machines électriques consistant en des supports de pôles -de préférence des éléments individuels à pôles saillants- et de préférence à enroulements concentriques selon les revendications 1 etc.... à de grandes machines à courant alternatif, notamment à de grands générateurs synchrones pour centrales hydrauliques à faible chute (figures 71 à 81). 61.- Application of the method of construction of the alternating current part of electric machines consisting of pole supports - preferably individual elements with salient poles - and preferably with concentric windings according to claims 1 etc ... to large AC machines, especially large synchronous generators for low-head hydraulic power plants (Figures 71 to 81). 62.- Machine suivant les revendications 1 et 61, caractérisée en ce que les éléments sont constitués par des secteurs comportant plusieurs (par exemple 6) pôles saillants (figures 71, 72). 62.- Machine according to claims 1 and 61, characterized in that the elements are constituted by sectors comprising several (eg 6) salient poles (Figures 71, 72). <EMI ID=72.1> <EMI ID = 72.1> en ce que les éléments sont constitués par des solénoïdes ou analogues à noyaux magnétiques disposés transversalement par rapport au sens de rotation, et dont les extrémités polaires font face à deux couronnes d'électros d'excitation (par exemple figure 77). in that the elements are constituted by solenoids or the like with magnetic cores arranged transversely with respect to the direction of rotation, and the pole ends of which face two rings of excitation electros (for example FIG. 77). 64.- Machine selon les revendications 1, 61 et 63, caractérisée en ce que le volume de tôles et la longueur des circuits magnétiques de la partie courant alternatif sont notablement plus faibles que ceux de la partie pôles d'excitation (comparer figure 77). 64.- Machine according to claims 1, 61 and 63, characterized in that the volume of sheets and the length of the magnetic circuits of the alternating current part are notably lower than those of the excitation pole part (compare figure 77) . 65.- Machine suivant les revendications 1, 61, 63 et 64, caractérisée en ce que les noyaux magnétiques de la partie courant alternatif ont une forme en U (figure 73). 65.- Machine according to claims 1, 61, 63 and 64, characterized in that the magnetic cores of the alternating current part have a U-shape (figure 73). 66.- Machine suivant les revendications 1, 61, 63 et 64, caractérisée par des noyaux magnétiques rectilignes de la partie courant alternatif et par des couronnes de pôlès d'excitation disposées des deux* côtés des noyaux magnétiques (figure 77). 66.- Machine according to claims 1, 61, 63 and 64, characterized by rectilinear magnetic cores of the alternating current part and by excitation pole rings arranged on both sides of the magnetic cores (figure 77). <EMI ID=73.1> <EMI ID = 73.1> caractérisée en ce que les pôles d'excitation, dont les axes sont parallèles à l'axe de la machine, sont disposés à l'intérieur de profilés en U constituant une jante (figure 79). characterized in that the excitation poles, the axes of which are parallel to the axis of the machine, are arranged inside U-shaped sections constituting a rim (figure 79). <EMI ID=74.1> <EMI ID = 74.1> caractérisée en ce que les noyaux magnétiques de la partie courant alternatif se trouvent sur le rotor, et y sont fixés de préférence par le milieu ou par les extrémités, tandis que les pôles d'excitation sont immobiles. (figure 81). characterized in that the magnetic cores of the alternating current part are located on the rotor, and are fixed there preferably by the middle or by the ends, while the excitation poles are stationary. (figure 81). 69.- Machine suivant les revendications 1, 61, 63, 64 et 66 à 68, caractérisée en ce que la partie pôle d'excitation est également constituée par un assemblage de noyaux magnétiques individuels en forme approximative d'U. (figure 81). <EMI ID=75.1> 69.- Machine according to claims 1, 61, 63, 64 and 66 to 68, characterized in that the excitation pole part is also constituted by an assembly of individual magnetic cores in approximately U shape. (figure 81). <EMI ID = 75.1> risée en ce que les éléments fixes peuvent éventuellement être maintenus dans des matériaux non métalliques, tels que le béton, le ciment ou analogue, à l'aide de barres, profilés, etc.. This is because the fixed elements can optionally be held in non-metallic materials, such as concrete, cement or the like, using bars, profiles, etc. <EMI ID=76.1> <EMI ID = 76.1> risée en ce que les enroulements des électros à courant alternatif sont couplés en totalité ou par groupes en série, et en ce que les électros d'excitation et les électro-aimants à courant alternatif sont répartis l'un par rapport à l'autre d'une manière irrégulière telle que l'action perturbatrice des enroulements concentriques et des pôles saillants sur la forme sinusoïdale de la tension peut être compensée, au moins approximativement. ized in that the windings of the alternating current electros are coupled in whole or in groups in series, and in that the excitation electros and the alternating current electromagnets are distributed with respect to each other d In an irregular manner such that the disturbing action of the concentric windings and salient poles on the sinusoidal shape of the voltage can be compensated, at least approximately. 72.- Application à des transformateurs différentiels tournants (machines asynchrones), en particulier pour le couplage des réseaux, d'une construction de la partie courant alternatif de machines électriques, consistant en support de pôles, notamment en éléments individuels (901, figures 82, 83) à pôles saillants et enroulements concentriques (903) selon 72.- Application to rotating differential transformers (asynchronous machines), in particular for coupling networks, of a construction of the alternating current part of electric machines, consisting of pole support, in particular of individual elements (901, figures 82, 83) with salient poles and concentric windings (903) according to la revendication 1 et les suivantes. claim 1 and following. <EMI ID=77.1> <EMI ID = 77.1> des ou analogues à noyaux magnétiques (902) disposés transversalement par rapport au sens de rotation (figures 82 et 83). or the like with magnetic cores (902) arranged transversely to the direction of rotation (Figures 82 and 83). 74.- Machine suivant les revendications 1 et 72 et 73, caractérisée en ce que les éléments individuels (901) comportent des noyaux magnétiques en forme de U (902, figure 82). 74.- Machine according to claims 1 and 72 and 73, characterized in that the individual elements (901) comprise U-shaped magnetic cores (902, figure 82). <EMI ID=78.1> <EMI ID = 78.1> risée en ce que les éléments individuels sont disposés dans un fluide isolante ized in that the individual elements are arranged in an insulating fluid <EMI ID=79.1> <EMI ID = 79.1> en ce que&#65533; dans le but d'obtenir une courbe de tension sinusoïdale le nombre des pôles individuels contient comme facteur le nombre de phases, mais n'est pas divisible exactement par le nombre synchrone de pôles (f.60). in that &#65533; in order to obtain a sinusoidal voltage curve the number of individual poles contains as a factor the number of phases, but is not exactly divisible by the synchronous number of poles (f.60). n not
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2872604A (en) * 1954-03-12 1959-02-03 Peter J Speth Dynamoelectric machine structure

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US2872604A (en) * 1954-03-12 1959-02-03 Peter J Speth Dynamoelectric machine structure

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