<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un convertisseur moyenne fréquence, constitué par un moteur à courant alternatif et un. générateur moyenne frécuence, pour engendrer des tensions dans la gamme des moyennes fréquences, c' est-à-dire d'environ 100 à 20. 000 Hz. Les convertisseurs moyenne fréquence, de construction connue, comportent en général un moteur asynchrone triphasé accouplé à un générateur moyenne fréquence monophasée c'est-à-dire ils sont eonstitués par deux machines séparées. Pour de petites puissances, inférieures à 300 KW, le rotor du moteur et celui du générateur sont montés sur un même arbre, de sorte que l'ensemble est plus court et qu'il ne requiert que deux paliers.
Tout(--fois, la distance entre les paliers d'une telle machine est assez grande étant donné que, par suite
<Desc/Clms Page number 2>
du nombre de tours élevé, les têtes de bobine du stator du moteur sont assez encombrantes, de sorte que ce stator-doit se trouver à une assez grande distance du générateur. @
D'autre part, en général, le diamètre du rotor du moteur n'est pas le même que celui du rotor du générateur, car dans le moteur le rapport du diamètre à la longueur utile est, en général, notablement plus petit que dans un générateur moyenne fréquence.
Conformément à l'invention, on obvie à ces inconvénients des convertisseurs du type usuel en glissant les unes dans les autres les parties du moteur et celles du générateur tout en faisant en sorte que le stator du moteur et' celui du générateur constituent chacun une partie fixe, tandis qu'entre ces deux parties se trouve un rotor dont la vitesse de rotation est déterminée par la fréquence du courant du secteur et par le nombre de pôles. Le rotor, comporte, sur sa périphérie intérieure l'enroulement rotorique du moteur, alors qu'à l'extérieur se trouvent les dents du générateur moyenne fréquence.
On pourrait évidemment prévoir aussi l'enroulement statori- que du moteur sur la. périphérie intérieure du rotor de l'ensemble et l'enroulement rotorique sur la partie fixe (stator) du moteur, mais dans ce cas l'alimentation du moteur requiert des bagues collectrices.
Comme avantage particulier de ce convertisseur, il y a lieu de mentionner la forme de construction simple et compacte.
Le diamètre du rotor du moteur étant petit par rapport au çliamètre du rotor du générateur moyenne fréquence, il est facile de dimen- sionner le moteur, suivant le nombre requis de dents pour le généra- teur moyenne fréquence. Un convertisseur de 300 kW conforme à l'in- vention n'a qu'une longueur égale à environ la moitié de celle d'un convertisseur usuel de mêmes caractéristiques.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du
<Desc/Clms Page number 3>
dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Sur l'arbre 1 fixe est monté le stator du moteur à courant alternatif 2 avec têtes de bobine 3. L'enroulement statori- que se trouve donc à la périphérie extérieure de la partie interne du stator du convertisseur. L'arbre tourillonne dans les deux flasques 4. Dans les flasques repose le stator 5 du générateur.
Entre le stator 5 du générateur et le stator 2 du moteur ne tourne qu'un seul rotor 6 qui comporte à la périphérie extérieure les dents 7 du rotor du générateur, et à la périphérie intérieure l'en- roulement en cage d'écureuil 9 du rotor 8 du moteur.
Ce dispositif fonctionne de la manière suivante: Sous l'influence du stator 2, le rotor 8 tourne à une vitesse déterminée par le nombre de pôles, c'est-à-dire dans le cas d'un secteur à 50 périodes et de deux pôles, à environ 3000 tours par minute. Les dents 7 engendrent, de manière connue, dans le stator 5 la tension moyenne fréquence désirée. Comme d'usage, le rotor 6 est monté à roulements à billes sur l'axe fixe 1.
@ Le refroidissement par air, qui est particulièrement diffi- cile dans les convertisseurs moyenne fréquence montés dans une seule carcasse et qui provoque de grandes pertes additionnelles, est particulièrement simple dans la forme de construction conforme à l'invention, étant donné que les deux entrefers sont ventilés indé- pendamment l'un de l'autre. Au besoin, le rotor peut en même temps faire office de ventilateur pour le moteur, respectivement l'entrefei du moteur, de sorte que l'air de refroidissement circulant comme indiqué par les flèches sur le dessin peut lécher les entrefers, res- pectivement les parties d'enroulement.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a medium frequency converter, consisting of an AC motor and a. medium frequency generator, to generate voltages in the medium frequency range, that is to say approximately 100 to 20,000 Hz. Medium frequency converters, of known construction, generally comprise a three-phase asynchronous motor coupled to a single-phase medium-frequency generator, that is to say they are constituted by two separate machines. For small powers, less than 300 KW, the motor rotor and that of the generator are mounted on the same shaft, so that the assembly is shorter and it only requires two bearings.
All (- times, the distance between the bearings of such a machine is quite large since, consequently
<Desc / Clms Page number 2>
of the high number of revolutions, the coil heads of the stator of the motor are rather bulky, so that this stator must be at a rather great distance from the generator. @
On the other hand, in general, the diameter of the rotor of the motor is not the same as that of the rotor of the generator, because in the motor the ratio of the diameter to the useful length is, in general, notably smaller than in a medium frequency generator.
According to the invention, these drawbacks of converters of the conventional type are obviated by sliding the parts of the motor and those of the generator into one another while ensuring that the stator of the motor and that of the generator each constitute a part. fixed, while between these two parts is a rotor whose speed of rotation is determined by the frequency of the mains current and by the number of poles. The rotor comprises the rotor winding of the motor on its inner periphery, while on the outside are the teeth of the medium frequency generator.
Obviously, provision could also be made for the stator winding of the motor on the. inner periphery of the rotor of the assembly and the rotor winding on the fixed part (stator) of the motor, but in this case the supply of the motor requires slip rings.
As a special advantage of this converter, the simple and compact construction form should be mentioned.
As the diameter of the motor rotor is small compared to the diameter of the rotor of the medium frequency generator, it is easy to size the motor according to the required number of teeth for the medium frequency generator. A 300 kW converter according to the invention is only about half the length of a conventional converter with the same characteristics.
The description of the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the
<Desc / Clms Page number 3>
drawing forming, of course, part of the invention.
On the stationary shaft 1 is mounted the stator of the AC motor 2 with coil heads 3. The stator winding is therefore located at the outer periphery of the inner part of the converter stator. The shaft is journaled in the two flanges 4. In the flanges rests the stator 5 of the generator.
Between the stator 5 of the generator and the stator 2 of the motor only rotates a single rotor 6 which comprises at the outer periphery the teeth 7 of the generator rotor, and at the inner periphery the squirrel cage bearing 9 rotor 8 of the motor.
This device operates as follows: Under the influence of the stator 2, the rotor 8 rotates at a speed determined by the number of poles, that is to say in the case of a sector with 50 periods and two poles, at about 3000 revolutions per minute. The teeth 7 generate, in a known manner, in the stator 5 the desired medium frequency voltage. As usual, the rotor 6 is mounted with ball bearings on the fixed axis 1.
@ Air cooling, which is particularly difficult in medium frequency converters mounted in a single casing and which causes great additional losses, is particularly simple in the form of construction according to the invention, given that the two air gaps are ventilated independently of each other. If necessary, the rotor can at the same time act as a fan for the motor, respectively the air gap of the motor, so that the cooling air circulating as indicated by the arrows in the drawing can lick the air gaps, respectively. winding parts.