<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments apportés aux machines synchrones du type décrit dans le brevet belge n 546.230, et notamment à celle d'entre elles dont les inductances de l'excitatrice se composent d'enroulements d'in duit et de compoundage et où ces derniers, ainsi que le collec- teur dont les lames sont reliées à l'enroulement d'induit, sont fixes, tandis que le porte-balais est rotatif et accouplé à l'ar- bre de la machine.
La présente invention a pour objet une machine synchrone
<Desc/Clms Page number 2>
compoudée dans laquelle 1'excitatrice peut, à puissance égale et pour un nombre de pôles déterminé de la machine (p égal ou su pé- rieur à 4, correspondant à un nombre de tours/minute égal ou supé- rieur à 1500), être réalisée sous de plus faibles dimensions que dans le cas de machines synchrones équipées d'une excitatrice classique ou conforme au brevet précité.
Plus précisément, la présente invention vise à fournir une excitatrice ayant des dimensions constantes pour une certaine puissance donnée de la machine synchrone, indépendamment de la vitesse de rotation au lieu d'avoir, comme c'est généralement le cas, une plus grande longueur axiale et éventuellement un plus grand diamètre, quand la vitesse de rotation est plus lente (plus grand nombre de pôles).
@
L'invention se propose également de fournir des groupes synchrones à vitesse lente ayant des dimensions réduites, en par- ticulier dans la direction axiale.
Un autre but de 1 r invention est d'apporter des perfec- tionnements aux groupes synchrones de façon à permettre de rédui- re le nombre des types d'excitatrices nécessaires pour alimenter toutes les génératrices synchrones de diverses puissances que l'on rencontre en pratique.
Selon la présente invention, la machine synchrone est caractérisée en ce que son excitatrice est de construction bipo- laire quel que soit le nombre de pales p du rotor de la machine synchrone,'en ce que le collecteur comprend un nombre de lames égal à p/2 fois le nombre des bobines de l'enroulement d'induit de l'excitatrice et est subdivisé en p/2 groupes, chacune des la-*' mes dé chaque groupe étant connectée à une lame correspondante de chacun des groupes restants et aux bornes des bobines de l'enrou- lement d'induit, ce qui permet de prélever aux bornes du porte.- -balais, qui tourne à la même vitesse que la machine synchrone, une tension continue résultant d'un champ tournant à une vitesse
<Desc/Clms Page number 3>
angulaire égale à p/2 fois celle de la machine synchrone.
D?autres particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé,'dans lequel :
La figure 1 est une vue schématique en bout d'une exci tatrice destinée à une génératrice synchrone tétrapolaire; et la figure 2 est une vue schématique analogue illustrant les caractéristiques essentielles d'une génératrice synchrone hexapolaire.
Sur la figure 1, ainsi que sur la figure 2 d'ailleurs, les références 1 et 2 désignant deux parties concentriques du noyau du stator, présentant des encoches 3 et 4 destinées à rece- voir respectivement les enroulements d'induit et de compoundage de l'excitatrice (désignés sur la figure 1 du brevet antérieur mentionné par 5 et 6, respectivement). Ces derniers enroulements n'ont pas été représentés, mais les connexions reliant l'enroule- ment d'induit aux lames du collecteur fixe 7 sont représentés en 8.
En ce qui concerne l'excitatrice de la figure 1, on sup pose qu'elle comporte 24 encoches 3 pour l'enroulement d'induit et que le collecteur 7 comprend 48/lames. Les lames du collecteur 7 sont subdivisées en deux groupes dont chacun couvre la moitié de la circonférence du collecteur, les lames diamétralement oppo- sées étant reliées entre elles par les fils de connexion ou conduc teurs 9. Ainsi, au moyen des connexions 8 et 9, toutes les bobines de l'enroulement d'induit sont connectées de façon similaire aux lames des deux groupes.
Le porte-balais, qui est monté sur l'ar- bre de la machine et tourne, par conséquent, à la même vitesse que celle-ci, est représenté schématiquement par quatre balais 10 équidistants angulairement, qui sont interconnectés alternativement comme représenté, par des conducteurs 11, et reliés par des con- ducteurs 12 à l'enroulement d'excitation (référencé 3 sur la figu
<Desc/Clms Page number 4>
re 1 du brevet antérieur déjà cité)de la machine synchrone il importe de souligner que les quatre balais existants, travaillent en fait comme deux balais seulement du fait que chaque paire 'de balais interconnectés s'applique à tout moment contre deux lames diamétralement opposées reliées enre elles par des conducteurs
9.
Ainsi, l'excitatrice est en fait bipolaire et pourrait fonctior ner avec seulement deux balais, quoi qu'il soit avantageux d'aug- menter la surface de conact de ceux-ci en profitant de la pos- sibilité d'en utiliser quatre.
D'une manière identique à celle décrite dans le brevet mentionné, on développe un champ tournant dans l'excitatrice en faisant passer le courant d'induit de la machine synchrone dans les enroulements d'induit et de compoundage de l'excitatrice. Le nombre de tours de ce champ est fonction du nombre de pôles de la machine synchrone. Dans le cas d'une machine synchrone tétrapo- laire avec une excitatrice comme décrite dans le-brevet antérieur, le nombre de révolutions du champ sera égal au nombre de tours de .la machine synchrone, mais en conjuguant l'excitatrice, comme il est décrit précédemment, à une machine synchrone à quatre pôles, la vitesse de rotation du champ est doublée.
Ainsi, le résultat est qu'il devient possible d'utiliser une excitatrice bipolaire pour une machine synchrone tétrapolaire; or, du fait que de telles excitatrices peuvent être réalisées sous des dimensions plus pe- tites, et surtout être raccourcies, par rapport à des excitatri- ces tétrapolaires de même puissance et sous une ders ité de flux dans le fer donnée, l'invention atteint donc le but visé qui est de réduire les dimensions extérieures de cette machine, et notam- ment sa longueur.
L'excitatrice de la figure 2, qui est destinée à une génératrice synchrone hexapolaire, diffère de celle déjà décrite en ce que les lames de son collecteur 7 sont subdivisées en trois groupes, dont chacun s'étend sur 1/3 de la longueur de la circon-
<Desc/Clms Page number 5>
férence du collecteur, les lames des trois groupes occupant des positions correspondantes,'c'est-à-dire celles qui sont espacées entre elles de 120 , étant reliées aux mêmes bobines de l'enroule- ment d'induit et entre elles par des conducteurs 13 et 14 respec- tivement. Etant donné que l'enroulement d'induit de cette excita- trice est,lui aussi,,réparti dans 24 encoches, il faudra donc 72 @ lames aur le collecteur.
L'excitatrice est pourvue d'un porte-ba- lais comportant six balais 15 qui sont alternativement interàon- nectés de manière à former deux groupes.. comprenant chacun trois balais', par des conducteurs 11, chaque groupe étant relié,par les conducteurs 12 à l'enroulement d'excitation de la machine synchro- ne. Ainsi, dans ce cas, l'excitation est également bipolaire, les ' trois balais de chaque groupe, qui sont espacés angulairement de
120 entre eux,s'appliquent à tout moment contre trois lames re- liées entrd elles, et travaillent, par conséquent, @ la manière d'un balai unique.
Pendant le fonctionnement du groupe formé de la géné- ratrice hexapolaire synchrone et de l'excitatrice qui vient d'ê- tre décrite, il se développe dans cette dernière un champ tournant dont la vitesse angulaire est triple de celle de l'arbre portant le porte-balais.
Le rapport entre les dimensions d'une telle excitatrice bipolaire pour une génératrice hexapolaire et celles d'une exci- tarice à six p8les pour la même génératrice est généralement le même que le rapport entre le nombre des p8les, soit 1/3. Généra- lement, si le nombre des pôles de la génératrice synchrone est p, le collecteur aura alors un nombre de lames égal.. à p/2 fois le nombre de bobines formant l'enroulement d'induit de l'excitatrice et ces lames seront subdivisées en p/2 groupes, et les dimensions
EMI5.1
de l'excitatrice seront p/2 fois çelieg quelle aurait s/él.e avait été cs'xuite pour p p81e, Pl.lis8,nGe de àor<1? g4le 4T la génératrice.