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PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES COMMUTATRICES A ENTREFER,RADIAL.
La présente invention a pour objet des machines commutatrices à entrefer radial, notamment des moteurs et générateurs de petite puissan- ce. Mais en principe on peut tout aussi bien construire des machines de grande puissance.
On connaît déjà des machines électriques à entrefer radial.
Mais outre l'arrangement radial des rainures et la forme des bobines du stator et du rotor,qui en dépend, rien n'a été changé par rapport aux ma- chines à entrefer axial. En particulier, on a conservé les rainures semi- ouvertes usuelles dans les machines à entrefer axial.
Cette construction présente toutefois l'inconvénient qu'il faut bobiner le rotor à la main. Comme, de plus, les machines à entrefer radial connues ne sont employées que dans des cas particuliers, la construction de machines à bobiner pour cette sorte de machines n'aurait pas été renta- ble. Le nombre des machines à entrefer radial est resté faible par rapport au nombre de machines à entrefer axial parce que les frais de fabrication des premières sont trop élevés.
La présente invention prévoit.une forme des noyaux magnétiques du rotor et du stator permettant un bobinage très rationnel de la machine.
La machine commutatrice à entrefer radial selon l'invention est caractérisée en ce que le stator et le rotor présentent des rainures prismatiques de section rectangulaire disposées radialement.
La disposition radiale et la forme spéciale des rainures sont avantageuses au double point de vue physique et constructif. Les dents du rotor et du stator peuvent présenter une section égale sur toute leur hau- teur, malgré la section rectangulaire des rainures. Par conséquent la sa- turation magnétique est la même dans la dent entière et la machine en de-
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vient plus rentable.
En outre le bobinage de la machine est très simplifié en ce que l'enroulement entier du stator et de chacune des bobines du rotor sont en- roulés sur gabarits et placées dans les rainures sans mise sous forme préa- lable.
On n'a pas besoin de bobiner le rotor à la main ou au moyen - d'une machine très coûteuse. Par conséquent il est possible de fabriquer économiquement même des séries assez petites.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques for- mes d'exécution de l'objet de l'invention.
La figo 1 montre une section d'une machine commutatrice.
La figo 2 représente le stator de la machine vu du rotor.
La figo 3 représente le rotor de la machine vu du stator.
La figo 4 est une coupe partielle d'une machine à deux rotors et un stator.
La fig. 5 est une coupe partielle d'une machine à deux stators et un rotor.
La fig. 6 montre un gabarit portant un enroulement de stator terminé.
La machine montrée en figo 1 présente un bâti en forme de dis- que 1 avec le moyeu 2, qui porte le palier du rotor, Le noyau de fer an- nulaire 4 du stator est emmanché sur l'épaulement 3 du bâti 1. Le noyau est formé d'un rouleau de bandes en fer doux. Ce rouleau présente des rainures 5 de section rectangulaire. Pour les machines de petite puis- sance le noyau peut être formé en poudre de fer doux agglomérée. Le ro- tor ressemble au stator et consiste en un disque 6fixé sur l'axe 7.
Ce disque porte sur son épaulement 8 le noyau de fer annulaire 9 du ro- tor construit d'une manière analogue au noyau de fer du stator. Dans les applications, le nombre de rainures du stator n'est pas égal au nom- bre de rainures du rotor. Pour simplifier les dessins on a choisi le même nombre de rainures pour les deux noyaux.
En général, le commutateur est de construction radiale comme représenté dans les dessins. Mais il peut aussi bien être disposé axia- lement si cette construction est avantageuseo Il est formé de segments de cuivre 10, fixés par des rivets 11 sur un disque 12 en matière isolan- te. Le disque 12 est monté sur les ailettes du ventilateur 40 du rotor au moyen de rivets 13. Le commutateur est isolé du rotor par le disque iso- lant 14.
En face du collecteur, des porte-balais 15 sont montés dans le stator 1. Ils sont isolés les unes des autres par des guipages isolants 160
L'enroulement du stator 17,représenté schématiquement dans la figure 2, est bobiné sur un gabarit. Ce gabarit se compose d'une plan- che 32 perforée convenablement et de goupilles 33, 34, 35 glissées dans ces perforations. Pour bobiner l'enroulement du stator 17 on place d'abord les goupilles 33 sur lesquelles on bobine l'enroulement 36. Quand ce dernier est terminé, on place les goupilles 34 sur lesquelles on bo- bine l'enroulement 37 avec le même filo Enfin on place les goupilles 35 et l'on procède à l'enroulement 38. La planche 32 est pourvue de fentes 39 pour des ficelles destinées à attacher les enroulements terminés.
Pour enrouler un stator à plus grand nombre de rainures que celui représenté au dessin, il suffit d'augmenter le nombre des perforations de la plan- che 32. Si l'on ne veut pas pourvoir toutes les rainures d'un enroulement, ce qui est en général le cas pour les machines monophasées, on commence par exemple par le bobinage de l'enroulement 37 et supprime l'enroulement 36.
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Les bobines terminées peuvent être entourées ou imprégnées de résine dans un moule et ensuite placées sans traitement supplémentaire dans les rainures 5 du stator.
L'enroulement fabriqué de cette manière est recouvert d'un ca- pot en résine 18 enfilé sur l'épaulement 19 du stator, qui retient l'enrou- lement. Le capot présente des perforations 22 par lesquels sortent les pô- les du stator.
L'enroulement du rotor 20 se compose de bobines séparées, en général identiques, préparées sur la bobineuse. Schématiquement l'enroule- ment du rotor ressemble à un des enroulements à courant continu connus.
Pour bobiner le rotor, on place comme d'habitude d'abord tous les côtés intérieurs puis tous les côtés extérieurs des bobines dans les rainures.
Ensuite les têtes des bobines sont pressées sur le noyau de fer pour for- mer un enroulement à tresse. Les rainures du rotor sont également recou-- vertes d'un capot 26 en résine qui retient les têtes des bobines extérieu- res. Dans les machines plus grandes, le capot 21 peut être remplacé sans autre par un bandage de construction connue, suffisant pour des efforts plus élevés. Les rainures 5 du stator et du rotor ont une section rectan- gulaire.
Le fonctionnement physique de cette machine est tout à fait analogue à celui des machines connues. Par conséquent il est sans autre possible de construire toute espèce de machines à plusieurs enroulements, par exemple des convertisseurs ou des machines compound, De même il est possible de fabriquer des machines commutatrices polyphasées de ce type.
Le moteur, objet de l'invention est employé avec avantage s'il s'agit d'obtenir un temps de ralentissement très court. En ce cas, le rotor est monté glissable axialement entre deux butées. Au moment où on enclenche le courant, le rotor est attiré par la traction magnétique dans sa position de travail. Si le courant est coupé, le rotor est éloigné du stator et pressé contre une garniture de frein par un ressort disposé sur l'axe du moteur et arrêté immédiatement.
La disposition radiale de la machine objet de l'invention permet différentes variantes dans la construction mécanique des appareils.
Ainsi la fig, 4 montre une machine à deux rotors. Le stator 23 avec les bornes 24 se compose de deux parties symétriques et analogues au stator représenté en fig. 1. Le stator présente deux porte-balais 25 munis cha- cun de deux balais reliés par un ressort.
De chaque côté du stator 23 sont disposés des rotors 26 qui correspondent exactement au rotor de la fig. 1. Suivant le voltage, l'ampèrage et la puissance, les enroulements des deux machines peuvent être branchés en série ou en parallèle.
La fig. 5 représente une machine à deux stators 27, un rotor 28 étant disposé entre eux.
Les deux enroulements du rotor 29 et 30 sont alimentés sépa- rément par deux paires de balais. On peut prévoir un seul commutateur et une seule paire de balais, l'enroulement disposé du côté du rotor opposé au commutateur étant alors relié à celui-ci par des fils passant par les ouvertures 31.
Les machines à deux rotors ou à deux stators sont très avanta- geuses en ce que le flux magnétique traverse la partie intermédiaire seu- lement dans la direction axiale. Par conséquent, 'il n'est pas nécessaire que cette partie ait une conductivité magnétique en direction tangentielle de sorte qu'il suffit que l'épaisseur du noyau annulaire soit légèrement supérieure au double de la profondeur des rainures.
Le champ magnétique ne se referme que dans les parties exté- rieures en direction tagentielle sur le pôle opposé. C'est pourquoi l'é- paisseur d'une machine à deux rotors ou à deux stators n'est pas double
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par rapport à l'épaisseur d'une machine à simple stator et simple rotor, tandis que la puissance de la machine est doublée. La puissance spécifi- que de ces machines est donc relativement grande.
La présente invention indique des moyens qui rendent plus éco- nomique et plus rationnel le bobinage notamment des machines de petite puissance. La construction selon l'invention permet d'obtenir des puissan- ces spécifiques plus élevées.
REVENDICATIONS.
1. Machine commutatrice, à entrefer radial,, caractérisée en ce que le stator et le rotor présentent des rainures prismatiques de section rectangulaire disposées radialement.
2. Procédé pour bobiner une machine commutatrice selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement entier du stator est enroulé sur un gabarit et entouré de résine dans un moule ayant la forme du stator et que l'enroulement est placé sans traitement supplémentaire dans les rainures du stator après solidification de la résine.