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BREVET D'INVENTION Moteur à courant continu sans balaie
La présente invention est relative aux moteurs à courant Continu sans balais, dans lesquels la fonction du collecteur est remplacée par des semi-conducteurs commandés, ce qui re- présente en particulier une construction simple et peu dis- pendieuse, dans laquelle l'enroulement statorique est ..cons- titué par un nombre pair de faisceaux d'enroulement, au moins quatre, qui sont opposés deux à deux de 180 degrés électriques et sont connectés entre eux, par un côté par un couplage en étoile.
Les semi-conducteurs commandés peuvent être par exemple des transistors ou des thyristors.Lorsque de telles soupapes de- viennent conductrices, il se produit, lors de la commutation du courantedes pointes de tension, parce que l'énergie magnétique emmagasinée dans un en@@@lement doit s'amortir. Par conséquent,
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des tensions de pointe fort élevées se manifestent aux semi- conducteurs commandés. La tension de blocage admissible des semi-conducteurs commandés doit dans ce cas être notablement plus élevée que la tension d'alimentation du moteur. Ceci implique des frais élevés pour les semi-conducteurs commandés. ,
Pour réduire de telles pointes de tension, on fait appel à des diodes dites tables.
Celles-ci sont branchées, en ce qui concerne leur sens de conduction, de telle manière que, lorsque le, semi-conducteur commandé est ouvert, elles ne laissent pas passer un courant. Elles peuvent être branchées en parallèle avec un récepteur inductif.Lorsque le semi- conducteur commandé interrompt le circuit de courant, le cou- rant continue à passer par la diode astable branchée en paral lèle,jusqu'à ce 'que l'énergie magnétique emmagasinée ait disparu.Ce montage ne convient toutefois pas pour les moteurs à courant continu sans balais, parce que les pâles magnétiques du rotor induisent dans les faisceaux d'enroulements du sta- tor des demi-ondes de tension tant négatives que positives.
Or, pour une de ces demi-ondes, une diode astable branchée en parallèle avec le faisceau d'enroulement constituerait un court-circuit'Pour cette raison, on a conçu, pour des moteurs sans balais,commandés en deux alternances,des diodes astables, par exemple suivant la demande de brevet publiée en Allemagne Fédérale sous le n 1.208.803, diodes qui, en montage anti- parallèle avec le système des demi- conducteurs commandés, relient les faisceaux d'enroulement, en un montage à deux alternances, aux p8les do la source de courant continu,Ces diodes sont branchées dans le sens du blocage, de sorte qu'aucun courant ne peut s'écouler à travers elles de la batterie vers le @ tr.
Inversement, les tensions/du moteur qui dépassent @ de la tension de batterie sont court-circuits par
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des courants qui s'écoulent vers la batterie. Un tel montage pleine-onde des diodes astables est toutefois impossible lors- que les faisceaux d'enroulement d'un moteur sont branchés en étoile et sont commutés en montage d emi-onde par des semi-con- ducteurs commandés.
L'invention a pour but d'établir, pour ces moteurs éga- lement,un montage pour la suppression des pointes de tension qui se manifestent lors de la commutation des semi-conducteurs commandés.
Partant de ce qui précède, et conformément à la solution suggérée par l'inention,un moteur à courant continu sans balais, dont l'enroulement statorique est constitué par un nombre pair - au moins quatre- de faisceaux d'enroulements qui s'opposent par paires décalées à 180 degrés électriques et sont réunis entre eux en étoile par une de leurs extrémités, le point neutre de ces faisceaux étant raccordé à un pôle d'une suource de cou- rant continu,tandis que les connexions libres des enroulements sont reliées chacune par un semi-conducteur commandé à l'autre pôle de la source de courant continu, est caractérisé en ce que les connexions libres des enroulements sont en outre con- nectées au poôle opposé de la source de courant continu par des diodes astables,
branchées en antiparallèle avec les semi- conducteurs commandés.
On a constaté avec surprise qu'en dépit des diodes asta- bles fonctionnant en demi-onde,les pointes de tension apparai- sant aux semi-conducteurs commandés sont limitées au double de la valeur de la tension continue d'alimentation. Or, ceci représente précisément la valeur pou. laquelle les semi- con- ducteurs commandés doivent de toute manière être calculés, étant donné que, dans la période de blocage,les tensions induites dans un faisceau d'enroulement par les pôles magnétiques du rotor se superposent à la tension d'alimentation, au maximum
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en une hauteur égale à cette dernière.
On a constaté que, lors de la déconnexion d'un courant de fais ceau, le changement de flux est retardé d'une façon avantageuse, parce que, dans le faisceau opposé, a lieu une induction de tensions antagonistes, lesquelles donnent naissance à des courants qui sont ramenés à la.source de courant continu par les diodes astables. Le couplage magnétique entre chaque deux faisceaux d'enroulement calés à 180 degrés électriques est si important que l'on ne constate pratiquement plus de pointes de tension inadmissi- bles.Un autre avantage des diodes astables branchées suivant l'invention réside en ce que les condensateurs d'extinction requis lorsqu'on fait appel à des thyristors,peuvent pré- senter des cotes moindres, parce que l'extinction du courant est notablement facilitée par les diodes astables.
Le couplage de deux faisceaux ' d'enroulement opposés est avantageusement élevé lorsque,conformément à l'invention, les deux conducteurs sont enroulés dans les mêmes encoches en particulier lorsqu'ils sont tous les deux enroulés este à cote à fils parallèles.
Le fonctionnement de l'invention sera exposé ci-après, en se reportant au dessin.
Ce dessin représente le montage de principe d'un moteur à courant continu sans balais branché suivant l'invention.
Le point neutre 1 des faisceaux d'enroulement 2,3,4 et est connecté directement au pôle/positif de la batterie 6. Les faisceaux denroulement sont alimentés respectivement par des thyristors 7,8,9 et 10 qui sont raccordés au pôle positif de la batterie à travers une inductance copmune 11.Aux extrémités libres des faisceaux d'enroulement sont raccordés des condensateurs d' , extinction 11,13,14 et 15.Des diodes/astables 16 à 19, branchées en antiparallèle avec les thyristors 7 à 10,connectent les faisceaux d'enroulement directement au polo négatif de la
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batterie 6.
On supposera que le thyristor 9 est débloqué. Lorsque, dans la suite,le thyristor 8 s'amorce, le thyristor 9 se désamorce..
Or, et vu la coupure du courant dans le faisceau d'enrou- lement 5, ceci donne lieu à une pointe de tension dans le faisceau d'enroulement 3.La pointe de tension qui se manifeste dans le faisceau 3 et qui est d'un sens opposé à celui de la tension de la batterie, donne naissance à des courants de court-circuit à travers la diode astable 16 et la batterie 6.
Lorsque les faisceaux d'enroulement calés à 180 degrés élec- triques sont couplés d'une manière adéquate,les pointes de tension induites dans ces faisceaux sont pratiquement les images-reflets les uns des autres. Les pointes de tension survenant dans un faisceau d'enroulement par suite d'une in- version de courant sont donc amorties par les courants de court- circuit engendrés dans le faisceau opposé,.
L'inductance 11 facilite d'une part la commutation des courants d'un thyristor au suivant. D'autre part, l'apparition d'un court-circuit est empêchée, par exemple par le conden- sateur d'extinction 14 et à l'aide du thyristor,8, et de la diode astable 18.
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