Moteur électrique<B>à</B> induction. La présente invention se rapporte<B>à</B> un moteur électrique<B>à</B> induction du type<B>à</B> ven tilation par circulation d'air extérieur<B>à</B> tra vers lui, et son but principal est de réaliser un meilleur rapport entre sa puissance et son poids.
Depuis de longues années, le désir des constructeurs de moteurs électriques a été d'augmenter la puissance des moteurs pour un poids -donné et on a fait de nombreux ef forts pour atteindre ce but, parce que, -en plus d'autres avantages, le matériel est dans bien des cas le facteur principal en détermi nant le prix de revient #d'un moteur.
Le rapport de la puissance au poids de moteurs électriques a, été perfectionné gra duellement; en employant des matières. avec de meilleures propriétés électriques et méca niques, en adoptant de meilleures méthodes de refroidissement<B>à</B> air et spécialement, plus ré cemment, en utilisant des parties de bâti sou- dées et des paliers<B>à</B> billes ou<B>à</B> galut,- Cui-11- dant la courbe représentant le rapport (Iii poids<B>à</B> l'unité de temps pour un moteur de puissance donnée est -devenue de plus en plus plate.
En effet, il semble qu'une limite supé rieure du rapport de la puissance au poids a, presque été atteinte, celle-ci variant de très peu de chiffres normaux se rapportant<B>à</B><I>des</I> moteurs de différents constructeurs dans di vers pays.
La condition qui limit(, le rapport d(# la puissance au poids pour tous li-s constructeurs est l'accroissement admissible des tempéraiu- res sous charge dans le stator (,t le rotor<B>de,</B> moteurs, qui est fixé en Graiide-Breta±#iie sui- -vant la valeur normale géncralemfni arImis## <B>à</B> 40<B>' C</B> au-dessus de la température almos- phérique lorsqu'on emploie des matières iso lantes fibreuses,
la température étant rne-su- rée par un thermomètre inséré dans l'entrufer. Dans la plupart des autres pays de l'Europ##. l'accroissement de température admissible est approximativement limité comme en Alle magne.
Suivant l'invention, les conduits<B>à</B> air pré vus au moins dans le stator du moteur sont si nombreux et si étroits et la vitesse de eirculation de l'air de refroidissement si ,(),rand-e que le produit de la surface totale des conduits de ventilation en mètres carrés et de la vitesse de l'air en mètres par seconde est de l'ordre de grandeur d'au moins M (cons tante dedissipation), et la conductivité ther mique de l'isolation des rainures et la dispo sition des conducteurs dans les rainures sont choisies de telle façon que la transmission<B>de</B> la chaleur des conducteurs de rainure, desti nés<B>à</B> recevoir un courant<B>à</B> densité élevée,
au fer ait lieu sans provoquer un -dépassement de l'élévation de ehaleur admissible, en ayant soin que cette transmission dechaleur corres ponde<B>le</B> plus exactement possible<B>à</B> ladissipa- tion de chaleur du fer produite par l'air de refroidissement. Il résulte de ce qui précède qu'on peut augmenter sensiblement la densité de courant, sans porter préjudice<B>à</B> la -capa- .cité de surcharge et sans dépasser la tempéra- turc admissible du cuivre, ce qui permet un agrandissement sensible du rapport de la puissance au poids d'au moins<B>25%.</B>
Tandis qu'antérieurement l'emploi de conduits axiaux dans des moteurs<B>à,</B> induction du type<B>à</B> ventilation par circulatioii extérieur<B>à</B> travers eux avaient<B>été</B> considéré comme n'étant pas un moyen pour augmenter le rapport de la puissance au poids, parce qu'il semblait que malgré qu'une meilleure méthode,de refroidissement fût appliquée, un accroissement beaucoup plus grand en dia mètre et, par eonséquent, en poids aurait lieu, l'invention révéla d'une manière surprenante qu'au contraire la disposition de pareils con duits dans le stator, et préférablement aussi dans le rotor,
augmentait sensiblement le ra-p- port de la puissance au poids sans diminuer les qualités de moteurs pareils, telles que le rendement, la capacité de surcharge, le fac teur de puissance, -etc. <B>A</B> part cet avantage, une réduction sensible -du prix de matériel est réalisée, tette réduction représentant la moi- lié ou plus.du prix de revient ordinaire du moteur.
On a également trouvé<B>à</B> l'aide -de mesures pratiques que, bien que la température de l'air augmente continuellement<B>à</B> mesure qu'il passe par le moteur, la température des dif- f6rentes parties du moteur dans la direction -de l'écoulement d'air n'augmente pas façon correspondante avec l'accroissement de la température de l'air et ceci doit être at tribué<B>à</B> l'effet de refroidissement relative ment beaucoup plus grand<B>dû à</B> la grande vi- tess#e de Fair. Ou applique donc avec un effet favorable le phénomène qu'on peut appeler l'action de balayage de l'air<B>à</B> grande vi:tes#î;
e ïï l'extraction de la #chaleur hors des surfaces solides par dessus ou contre lesquelles Fair est dirigé.
Ainsi, -dans des moteurs -construits sui vant La présente invention, on admet des den- sit6s de couranteonsidérablement plus élevées dans les conducteurs de rainure du stator et du rotor.
On peut, par exemple, employer dans les enroulements du stator d'un moteur <B>à,</B> induction<B>à</B> baggues collectrices de<B>50</B> HP et tournant<B>à</B> une vitesse de<B>720</B> révolutions -par minute, des densités de courant d'au moins <B>550</B> ou<B>650</B> ampères par em2 de section de cuivre, tandis que les constructeurs ont admis jusqu'à présent un## limite de 400<B>à</B> 450 ampè res par cm' dans les enroulements de stator de pareils moteurs. Il faut que dans chaque cas la densité de courant varie, entre autres. avec la grandeur de la machine et ses proprié tés de refroidissement inhérentes.
Afin 4#obtenir l'échange de chaleur aug- ment6 -depuis les conducteurs de rainure au noyau dans le cas. de moteurs ayant des bobi nes multiples, c'est-à-dire des bobines compre- ilant une pluralité de fils ou conducteurs d'une section transversale circulaire compara tivement petite, on emploiera une isolat-ion pour les rainures ayant une conductivité ther mique élevée combinée, avec un haut pouvoir isolant électrique.<B>A</B> cet effet, on prendra des précautions pour expulser sensiblement tout l'air contenu dans le revêtement de coton et les garnitures isolantes de papier ou carton pressé des rainures,
qu'on -mploie <B>à</B> présent dans la construction de moteurs, et des ma tières isolantes fibreuses et des espaces entre les conducteurs. #Ces matières isolantes seront soigneusement imprégnées et les espaces entre 1(#.s conducteur.- remplis d'huile, de vernis, de laque,<B>de</B> gomme, de matière bitumin-euse, de ciment, etc., de préférence clans un vide élevé.
On a trouvé que, grâce<B>à</B> l'emploi de ces mé thodes, on peut augmenter la conductivité thermique de l'isolation entre les faces des conducteurs et la paroi des rainures d'envi ron 0,0004<B>à</B> -environ 0,002 watts ou même davantage par cm' par degré centigrade de différence de température entre les Ta-ces.
Dans des moteurs électriques, dans les quels on peut économiquement employer des conducteursde section transversale rectangu laire, la transmission de chaleur<B>de</B> conduc teurs de rainure au noyau peut encore être augmentée davantage au moyen d'une dispo sition suivant laquelle on fait passer sensible ment toute la chaleur -engendrée tdanschaque conducteur d'une rainure directement<B>à</B> tra vers l'isolation dans le fer du noyau,<B>à</B> par tir duquel elle est éliminée par l'air -passant par les conduits du noyau.
Les conducteurs de rainure sont donc disposés de préférence dans la rainure, de telle sorte que chaque conduc teur de -celle-ci soit<B>à</B> même de rendre #sa cha- Icur dans la mesure la plus grande possible directement<B>à</B> la paroi de la rainure sans la faire passer<B>à</B> travers des -conducteurs adja cents et -de la faire passer aussi<B>à</B> travers une épaisseur<B>de</B> matière isolante minimum.
De cet-te manière, il est pratiquement possible d'éviter qu'un ou plusieurs des conducteurs clans chaque rainure soient considérablement plus chauds que les autres dans celle-ci et d'obtenir ainsi un échange de chaleur consi dérablement augmenté de, tous les conduc teurs -d'une rainure vers la paroi de celle-ci. <B>A</B> cet effet, les conducteurs -de section trans versale rectangulaire sont de préférence pla- c6s dans chaque rainure, de façon qu'il n'y ait pas plus de deux conducteurs disposés côte à,côte <B>à</B> la même profondeur radiale de la rai nure.
D'autre part, le débit d'air de refroidissf- ment par rapport<B>à</B> l'énergie électrique dissi- p6e en chaleur joue également un certain rôle.
En plaçant un ventilateur sur l'arbre moteur -dans l'enveloppe du moteur, on a trouvé qu'il est désirable d'assurer un écoule ment d'air clans les conduits du noyau d'ait moins<B>50</B> litres par seconde et par kilowait (l'énergie électrique dissipée en chaleur. Le diamètre des conduits<B>à</B> air ne sera de préfé rence pas inférieur<B>à 1,25</B> ou<B>1</B> cm, afin<B>d'é-</B> viter qu'ils s'obstruent par de la poussière ou ,de la saleté.
Dans de ,rands moteurs, dans lesquels on emploie ordinairement -des croisillons pour le rotor, il 'est préférable d'empêcber Fair de .refroidissement<B>de</B> passer<B>à</B> travers les croi sillons de façon que le passage de l'air<B>à</B> tra vers les croisillons ne puisse pas priver 1(,#i conduits dans les paquets feuilletés du plein effet de refroidissement du courant d'air dis ponible.
Les enroulements de bout du moteur soat de préférence déployés ou légèrement plus dA- ployés que d'habitude, et %conductivité th-r- mique de leur isolement peut être améliorée de la manière susindiquée. En outre, eps en roulements -de bout déployés sont de préfé rence disposés (le façon<B>à</B> ce que l'air quit tant les conduits -du noyau ou s'y rendaid, passe entre les enroulements de bout<B>à</B> vitesse élevée, afin d'utiliser de façon avantageus,
.# l'effet de balayage de l'air<B>à</B> grande vitesse.
Des formes dexécution -de l'objet de, l'in vention sont représentées.<B>à</B> titre d'exemples. au dessin annexé, dans lequel: La fig. <B>1</B> montre, en coupe, la partie sup,#_ rieure d'un moteur<B>à</B> induction<B>à</B> bagues col lectrices établi suivant l'invention; La fig. 2 montre, en coupe, un moteur<B>à</B> induction avec rotor<B>à</B> cage d'écureuil, éta bli suivant l'invention; La fig. <B>3</B> est une vue fragmentaire d'nue feuille de stator pour les moteurs représentés aux fig. <B>1</B> -et 2;
La fig. 4 est une vue fragmentaire d'une feuille de rot-or pour les moteurs représentés aux fig. <B>1</B> -et 2; La fig. <B>5</B> montre schématiquement une section transversale de rainure<B>à</B> conducteurs de stator, qui peut être utilisée dans les mo teurs représentés aux fig. <B>1</B> et 2;<B>-</B> La ïig. <B>6</B> montre schématiquement une section transversale de rainure<B>à</B> conducteurs de stator, qui peut être utilisée dans le moteur représenté<B>à</B> la fig. <B>1;
</B> La fig. <B>7</B> montre schématiquement une section transversale de rainure d'une bobine multiple, qui peut être utilisée dans un mo teur ayant des conducteurs de section trans- versalecirculaire;
La fig. <B>8</B> est un diagramme indiquant au moyen de courbes les rapports -entre la puis sance et le poids qui peuvent être obtemis dans, des moteurs -construits suivant linven- tion -et ceux dans les moteurs vendus en 1928_z La fig. <B>9</B> est un diagramme indiquant au moyen<B>de</B> courbes les densités de courant du stator qui peuvent être utilisées dans les mç)-- teurs suivant la présente invention, et celles ordinairement utilisAesdans les moteurs ven dus en<B>1928;
</B> La fig. <B>10</B> est un diagramme indiquant au moyen de courbes les, pressions d'air de ven tilation qui sont utilisées dans des moteurs construits suivant l'invention et celles utili sées dans des moteurs vendus en<B>1928.</B>
Le,q moteurs représentés aux fig. <B>1</B> et 2 comportent la culasse ou enveloppe<B>1</B> du sta tor, des flasques de bout 2 et<B>3,</B> rigidement fixés<B>à</B> l'enveloppe<B>1,</B> lesdifs flasques portant des boîtes<B>à</B> palier 4 et descouvercles <B>5,</B> dans lesquels sont placés les eoussinets <B>6</B> et<B>7,</B> le coussinet<B>6</B> étant représenté,comme roulement <B>à</B> billes et le coussinet<B>7</B> comme roulement, à rouleaux;<B>8</B> est l'arbre moteur. Lecorps feuil leté du stator et ses enroulements sont dési gnés collectivement par<B>9;
</B> le corps feuilleté et les conducteurs du rotor sont désignés col lectivement par<B>10,</B> tandis que<B>11</B> désigne l'entrefer.
L'enveloppe<B>1</B> du -stator comporte une par tie cylindrique dont la surface intérieure est en contact avec les feuilles ducorps de stator 12, de façon que la chaleur de ces feuilles puisse être transmise directement<B>à</B> l'enve loppe<B>1,</B> qui peut, -de cette manière, être eni- ployée utilement comme radiateur de eha- leur. Les feuilles ducorps de stator sont en serrées entre des anneaux de bout<B>13</B> ayant des perforations 14, dont la grandeur et la, position correspondent<B>à</B> celles des conduits dans les feuilles du corps de stator.
Les an neaux de serrage<B>13</B> sont ri clement fixé, t, gi dans Penveloppe de stator d'une manière bien connue. Par exemple, aux fig. <B>1</B> et<B>92,</B> ils sont fixés<B>à</B> Paide d'un épaulement annu laire<B>15</B> prévu<B>à</B> l'intérieur de l'enveloppe de stator et d'une bague de retenue extensible <B>16. A</B> la fig. <B>1,</B> on a représenté une pièce d'entretoisement<B>17</B> entre l'anneau de<U>serrage</U> <B>13</B> situé du côté droit de la figure et la bao-11(l de retenue extensible<B>16.</B>
Les enroulements du stator sont représen tés<B>à</B> la fig. <B>1</B> en<B>1.8</B> et<B>19, 18</B> étant une bo bine située dans une rainure du stator -et,<B>19</B> désignant l'extrémité ou tête d'enroulement de cette bobine. Il va de soi que ces têtes d'en roulement ont, dans l'exécution pratique, une forme beaucoup plus compliquée que celle re présentée, par suite des connexions et des en trelacements nécessaires, et que ces têtes d'en roulement sont -en réalité relevées vers le liant, quelques-unes d'entre elles s'étendant jusqu% proximité des extrémités des conduits 20 du stator.
Les feuilles 21 du corps de rotor sont fixées sur l'arbre<B>8</B> au moyen de bagues de serrage 22. Les têtes d#enroulement 24 du ro tor auront, dans l'exécution pratique, une forme plus -compliquée et plus recourbée que celle représentée, comme dans le cas des têtes (Venroulement <B>19</B> du stator comme susmen tionné.
<B>A</B> la fig. <B>1</B> du dessin,<B>25</B> désigne une bo bine dans une rainure du rotor, tandis qu'à, la fig. 2 du dessin,<B>26</B> désigne les barres<B>-de</B> l'in duit en cage d'écureuil, qui sont fixées dans des bagues de bout en cuivre<B>-97</B> et qui, de la manière bien connue, ne sont pas enfermées clans une matière isolante.
Dans le cas d'un moteur avec induit<B>à</B> ba gues collectrices tel que représenté<B>à</B> la fi-.<B>1,</B> certaines prises de courant non représentées de l'enroulement du rotor sont menées. au d-ehors <B>à</B> travers l'arbre aux bagues collectri ces, et<B>à</B> cet effet, l'arbre comporte un forage axial 28,_indiqué en pointillé, qui se termine en trois trous radiaux<B>29,</B> également indiqués en pointillé et par lesquels peuvent entrer les conducteurs & pliases. Les bornes des enrou lements du stator peuvent passer<B>à</B> l'extérieur de la manière bien connue pax des. ouvertures prévues dans l'enveloppe du stator.
Une cla vette<B>30</B> de construction usuelle, représentée <B>à</B> la, fig. <B>1,</B> sert<B>à</B> empêcher la rotation des feuilles de rotor<B>221</B> par rapport<B>à</B> l'arbre<B>8.</B>
<B>31</B> désigne un ventilateur monté sur un cône 32, fixé<B>à</B> l'extrémité droite ouTextré- mité de poulie de l'arbre<B>8,</B> ce ventilateur comportant un nombre -d'aubes radiales pro fondes<B>33</B> fixées entre des flasques 34 et<B>35,</B> le flasque<B>35</B> ayant la forme d'un disque<B>à</B> partie centrale rentrante formant- une paroi d'admission cintrée<B>36.</B> Un petit interstice, est prévu entre la -circonférence des flasques du ventilateur et le flasque de bout<B>3,</B> u dernier étant muni d'ouvertures de refoulement 37 ré parties circonférentiellement,
autour du flas que de bout et recouvertes# de préférence pax -des treillis métalliques. Le flasque de bout 2 <B>à</B> l'autre extrémité du moteur -est muni d'oli- vertures d'admission correspondantes<B>38,</B> et le ventilateur<B>31</B> est disposé pour aspirer de l'air extérieur par les ouvertures<B>38</B> et<B>à</B> tra vers les conduits 20 du stator et les conduits 23 du rotor<B>à</B> une grande vitesse, et aussi dans une faible mesure<B>à</B> travers l'entrefer 11,
et le refouler au dehors<B>à</B> travers les ou vertures<B>37.</B> Une plaque de guidage annulaire 39est prévue dans la position représentée pour effectuer une distribution plus. avantageuse de l'air au point de vue du refroidissement des têtes d'enroulement<B>19</B> et 24, du côté de l'extrémité de poulie du moteur, et aussi pour renforcer l'action du ventilateur.
Les feuilles du corps de rotor et du corps de stator, telles que représentées aux fig. <B>3</B> et 4,<I>-sont celles</I> utilisées dans les moteurs repr6- sentés aux fig. <B>1</B> et 2.
Il est<B>à</B> noter que les feuilles 12 du corps de stator sont munies d'une seule couronne circulaire de conduits <B>20,</B> tandis que les feuilles 21 du corps<B>de</B> ro- tor,sont pourvues de trois couronnés circulai res clé conduits<B>9-3.</B> Les feuilles du corps de stator présentent des rainures 40 dans les quelles sont logées les bobines telles que eellu.s représentées<B>à</B> la fig. <B>5,
</B> tandis que les 1'(-uilles du corps de rotor sont munies de rainures -1-1 dans lesquelles se logent les bobines telles quo celles représentées<B>à</B> la fig. <B>6.</B> oit de rainures plus petites 42, pour<B>y</B> placer les barres 2i'# clé l'induit <B>à</B> cage d'écureuil.
Quant aux conducteurs de rainure, on a représenté<B>à</B> la fig. <B>5</B> une section d'une rai nure dans le corps de stator contenant bobines ayant chacune six conducteurs 43 tic section rectangulaire, les six conducteurs étant arrangés l'un au-dessus de l'autre sui vant deux rangées.. Chaque conducteur est en touré d'un double revêtement en coton.<B>qui</B> est indiqué<B>à</B> la figurc par les espaces autour des conducteurs. L'ensemble des six condue- teurs formant une bobine est<B>à</B> leur tour en veloppé par une enveloppe de toile vernie 44.
Les deux bobines sont séparées par une bandc de carton pressé 45 et la rainure comporte sui ses parois une garniture de carton pressé 4C). Une -cale de fibre usuelle 47 est en,,-a,,ée dan- la rainure.
Dans la section d'une rainure de rotor 1-t- présentée <B>à</B> la fig. <B>6, il y</B> a quatre conclu(-- teurs 48 de section transversale rectangulaill(l laquelle section diffère de la section des con ducteurs représentés<B>à</B> la fig. <B>5.</B> L'isolement clés conducteurs 48 (fig. <B>6)</B> peut être le même que celui des conducteurs 43 (fil-.<B>5)</B> P,#s bandes de carton pressé additionnell-us 4!)
sont disposées au sommet et a-Li fond<B>du</B> '.#i rainure.
La section de rainure représentée îi <B>la</B> fig. <B>7</B> est celle d'une bobine multiple eonsi.- tant en un nombre,de fils ou eondueterirs <B>50,</B> de section circulaire chat-Lin, et isolé,, par la double gaine de coton usuelle. La bobiiio constituée par les fils<B>50</B> est entourée d'un ru- vêtement -de toile vernie<B>51,</B> et dans la rai nure, on a prévu une garniture intérieure<B>52</B> et une -cale 47.
Des bobines multiples de (.u Ceure sont utilisées dansles moteurs de faible puissance, dans lesquels l'emploi de -condue- teurs de grande section transversale reetangu- laire devient difficile, par suite de la petite section des rainures.
Aux fig. <B>5, 6</B> et<B>7,</B> on a exagéré l'épais seur de l'isolation, afin de pouvoir la repre- senter plus clairement.
En ce qui -concerne les conducteurs -de sec tion transversale rectangulaire (fig. <B>5</B> et<B>6),</B> ceux-ci sont arrangés -comme susmentionné, de façon que chacun (Peux puisse faire passer sa chaleur dans la plus grande mesure possi ble<B>à</B> la paroide la rainure sans la faire pas ser<B>à</B> travers des conducteurs adjacents, et en la faisant passer<B>à</B> traver une épaisseur mi- nimurn de matière isolante. De cette façon, il n'y aura que deux -conducteurs situés côte<B>à</B> côte<B>à</B> la même profondeur radiale dans la rainure.
La forme de la -section transversale des -conducteurs est choisie de façon que pour une profondeur raisonnable de la rainure, la surface de chaque -conducteur situé contre la paroi de la rainure soit aussi près que possible la même que la surface correspondante de chacun des autres -conducteurs dans la rai nure, et soit aussi grande que possible.
Il va de soi qu'on peut employer d'autres dispositions de eonducteurs de rainure de sec tion rectangulaire que celles représentées aux fig. <B>à</B> et<B>6.</B> Par exemple, les conducteurs peu vent être disposés l'un au-dessus de l'autre, dans une seule rangée, si cela est<B>jugé</B> cou- venable.
Dans -le cas de bobines multiples (fig. <B>7).</B> les espaces entre les conducteurs de section circulaire sont remplis autant que possible d'une matière isolante de bonne conductivité thermique.
Grâce au meilleur échange de chaleur des ,conducteurs de rainure, qui peut être obtenu par l'emploi de conducteurs -de section rectan gulaire, comme susmentionné, on préfère em ployer de pareils conducteurs -de section rec tangulaire dans des moteurs de plus faible grandeur que cela n'a été g6néralement fait en pratique jusqu'à présent.
En ce qui concerne la matière isolante ac- tuelle pour les conducteurs de cuivre dans le.# rainures, il est<B>à</B> présent d'usage général dans la pratique, d'employer dans des moteurs in dustriels du genre<B>un</B> question, des matières fibreuses constituées ordinairement de gaines de -coton et de garnitures de rainure en carton pressé.
Un pareil isolement est fréquemment qualifié comme étant imprégné, mais l'impr6- Un n ation <B>9,</B> été effectuée jusqu'à présent sim- plenient par voie d'immersion avec ou sans emploi d'un vide modéré, et depuis, des re cherches et aussi des essais ont montré que, la profondeur de pénétration de la matière d'im prégnation dans la matière isolante est très petite et qu#cn fait des quantités considéra bles d'air emprisonné restent encore dans la matière, la conductivité thermique ayant approximativement la, faible valeur de<B>0,000t)</B> watts par oni;
# par degré centigrade entre les faces de cuivre et<B>de</B> fer en prenant l'isole ment en entier,<B>à</B> savoir les gaines de coton, les espaces d'air et les garnitures des rainu- tD res en carton pressé.
On a trouvé qu5en effectuant l'imprégna tion aussi soigneusement que possible pour expulser l'air, comme par exemple par Fern- ploi d'u#n vid(# comparativement élevé, la con ductivité thermique de l'isolement en entier peut être augmeiiîblli_â jusqu'à 0,0004<B>à</B> 0,002 watts ou même davantage par cm3 par<B>l'<I>C</I></B> de, différence<B>de</B> température entre lesdites faces.
Il va de soi que l'isolement décrit en re gard des fig. <B>5, 6</B> et<B>7,</B> et imprégné comme sus,décrit, n'est donné -qu'à titre, d'exemple de matières et arrangements convenables qui peuvent être Pour (les conducteurs (le section rectangulaire, on a, par exemple, employé avec succès<B>le</B> mica et du papier im- pré(r <B>'</B> ,Me. Il n'y aura 6vidf-,mi-nent point de carton pressé autour des têtes d'enroulements, qui sont ordinairement entourées d'c#nvt-,Ioppes (l,# bandes de coton imprégnées et dont la surface peut être émaillée.
En con-idérant le moteur avec induit<B>â</B> cace d'écureuil représenté<B>à</B> la fig. 2, et coD.- tru. it -comme susdécrit, un moteur de<B>100</B> HP, <B>à 50</B> périodes par seconde, avec 4 pâles et clé- vant marcher<B>à</B> une vitesse de 1440 tours par minute, pourra avoir les dimensions suivan tes:
Les- feuilles 12 du corps,de stator (fig. <B>3)</B> auront un diamètre extérieur de 49 cm et un diamètre intérieur de<B>30,67</B> cm,,chaque feuille ayant -en tout quarante-huit rainures ou en coches 40, uniformément réparties et dont chacune a une profondeur de<B>3,05</B> cm, et une largeur de 1,2 cm. Il<B>y</B> aura soixante con duits<B>à</B> air -de section circulaire 20 -d'un dia mètre -de <B>1,59</B> cm et uniformèmeint répartis avec leurs -centres situés sur un cercle d'un diamètre de 43,5 cm.
Les feuilles du corps-de rotor (fig. 4) seront munies de cinquante-sept rainures ou encoches 42, un<B>"</B> iformément répar- liés, et chacune -d'une profondeur -de 0,84 cm et d'une largeur -de 0,84 -cm.
Le,diamètredes conduits<B>à</B> air de section circulaire<B>23</B> sera de <B>1,59</B> cm et leur nombre sera de<B>19,</B> aces con duits étant uniforméments répartis dans chai- cune des trois couronnes de conduits, avec leurscentres situés sur des cercles ayant des diamètres de<B>15,22</B> cm, de<B>19</B> -cm et de 22,4 cm, respectivement.
Le -diamètre extérieur<B>de</B> chaque feuille -de rotor (fig. 4) sera de<B>30,67</B> cm brut, étant réduit. par usinage7 <B>à</B> environ <B>30,56</B> cm pour le moteur fini, de façon quion obtienne un entrefer d'environ<B>0,5</B> mm. Le diamètre intérieur des feuilles -de rotor sera de<B>10,17</B> üm. Lalongueur du noyau du mo teur sera de 14,6 cm.
E està noter qu'il<B>y</B> a trois conduitsdere- froidissement en moins dans le rotor que dans le stator, de sorte que le rotor a une surface refroidissante légèrement plus petiteet on no tera que le refroidissement du eator et du rotor est proportionné approximativement en dépendance ide la chaleurqui doit être élimi née de,ces parties respectivement.
Les dimensions principales du ventilateur <B>31</B> (fig. 2) sont les suivantes: Ses aubes oDt une largeur de<B>6,67</B> cm et sont montées de fa çon que le diamètre extérieur -du ventilateur est de 45,7 cm. L'anneau d'assemblage 34 a un diamètre intérieur de<B>38,25</B> -cm. Le rayon ,de courbure du disque cintré<B>35</B> est dans sa partie centrale de<B>8,56</B> cm, la partie exté- rieure se trouvant -dans un plan radial ou transversal<B>à</B> l'axe du ventilateur, tandis que la partie intérieure ou partie-moyeu est sen siblement tronconique avec un grand diamè tre de 14 -cm et un petit,diainètre de 11,2 cm.
Les bords<B>33</B> des aubes sont inclinés<B>à</B> un angle de<B>10 '</B> par rapport audit plan radial. <B>Il y</B> a<B>19</B> aubes également réparties.
Le poids idu moteur complet est de 422 <B>kg,</B> de façon que le rapport de la puissance au poids est de<B>0,236</B> HP par kilo de poids.
Dans un moteur de<B>100</B> HP, similaire<B>à</B> ceux vendus en<B>1928,</B> le diamètre extérieur ,dustator était de<B>56</B> cm, le diamètre<B>à</B> l'en trefer de 40,6 cm et lediamètre intérieur du rotor de 25,4 cm, la longueur du noyau étant ,de<B>19</B> cm. On pourra ainsi apprécier qu'en<B>dé-</B> pit de -l'introduction des conduits,de refroidis sement dans le noyau, les dimensions princi- pa,les de ce moteur ayant la même puissance se -trouvent considérablement réduites.
Une comparaison intéressante peut également être faite entre les diamètres extérieur et intérieur du noyau idéce moteur et d'un moteur simi laire<B>à</B> ceux vendus en<B>1928</B> et ayant<B>à</B> l'en- trefer le même diamètre de 30,48 cm, la puis- sanoe restant hors de considération. Dans le moteur antérieur, le diamètre extérieur du noyau était de 42 cm et le -diamètre intérieur du noyau de 20,3 -cm.
Une autre intéressante comparaison peut être faite avec un moteur ayant des dimen sions de bâti destator similaires et construit en<B>1928.</B> Le débit,de,ce moteur était de 45 HP et le poids de<B>363 kg,</B> le rapport entre la puissance et le poids étaht ainsi de 0,124 HP par kilo de poids. Ainsi, pour les mêmes<B>di-</B> mensions de bâti, la puissance du moteur dé.- crit est augmentée de 122 %, en comparaison d'une augmentation d'environ<B>16 % du</B> poids.
Dans le moteur décrit, il<B>y</B> a<B>500</B> ampères- tours par cm de la périphérie ide l'entrefer. tandis qu'il<B>y</B> en a<B>256</B> dans le moteur typu <B>1928,</B> qu'on vient de considérer. Dans le mo teur décrit,<B>0,67</B> watts -de chaleur sont trans mis<B>à</B> chaque cm' de surface de rainure pour un accroissement de température de 40<B>' C.</B> encomparaison de<B>0,85</B> watts dans le moteur type<B>1928</B> mentionné.
Comme autres résuiltats obtenus, on peut citer -que dans un moteur<B>à</B> induction<B>à 50</B> périodes par seconde, ayant des bobines mul tiples, construit avec les,données, ci-dessus, le débit mesuré est de<B>27</B> HP <B>à</B> 1440 révolutions par minute, le poids de<B>150 kg</B> -et, par consé quent, le rapport entre la puissante et le poids de<B>0,181</B> HP par kilo,de poids.
Dans un moteur avec un bâti similaire, vendu en<B>1928,</B> le débit était de<B>12,5</B> HP et le poids de <B>127 kg,</B> le rapport entre la puissance et le poids -étant ainsi de<B>0,098</B> HP par kilo<B>le</B> poids.
Il en résulte donc que pour les mêmes dimensions de bâti, la puissance est augmen tée<B>de 116%</B> en comparaison d'une augmen tation de poids de moins de<B>18%.</B> Dans le moteur décrit susmentionné, il<B><I>y</I> 9, 315</B> ampères-tours par cm de la périphérie d'en- trefer contre<B>230</B> dans le moteur mentionné du modèle<B>1928.</B> Dans le moteur décrit,<B>0,181</B> watts de chaleur sont transmis<B>à</B> chaque cen timètre carré de surface -de rainure pour un accroissement de température de 40<B>' C</B> contre <B>0,051</B> -watts dans le moteur modèle<B>1928.</B>
Les dimensions des parties principales d'un moteur avec induit<B>à</B> bagues collectri ces et quatre pôles, pour<B>100</B> TIP -et<B>50</B> pério des parseconde (fig. <B>1),</B> qui doit marcher<B>à</B> 1440 révolutions par minute, peuvent être en général les mêmes que celles indiquées ci- dessus pour le moteur avec induit<B>à</B> cage -dé- cureuil représenté<B>à</B> la fig. 2,<B>à</B> l'exception des rainures 41 dans le -corps de rotor, dont le nombre peut être, par exemple, de quarante-huit., uniformément réparties et ayant chacune une profondeur de 4,
57 cm et une largeurde <B>1,03</B> cm.
Comme autres résultats obtenus, on peut indiquer que, dans un moteur<B>à</B> induction avec & s bobines multiples, qui a été cons- iruitexpftimentalement, le débit mesuré est de<B>-à</B> 11P pour 1420 révolutions par minute, le poids de 41,2<B>kg,</B> et le rapport entre 'la. puissance et<B>le</B> poids, par conséquent, de 0,122 HP par kilo de poids. Dans un moteur avec bâti similaire, vendu en<B>1928,</B> le débit était de<B>3</B> HP et le poids de 40,8<B>kg,</B> d'où ré sulte un raPPortentre la puissance et le poids de<B>0,7,36</B> HP par kilo de poids.
Dans le mo teur idécrit de<B>à</B> HP susmentionné,<B>il y</B> a 25t) ampères-tours par cm contre<B>173</B> dans le mo teur modèle<B>1928.</B> Dans le moteur décrit, <B>0.127</B> watts de -chaleur sont transmis<B>à</B> eha- que cin' de surface -de rainure pour un ac croissement de température de 40<B>' C</B> -contre <B>0,068</B> watts dans le moteur modèle<B>1928.</B>
<B>A</B> la fig. <B>8,</B> on a représenté les courbes -des HP rapportées sur les poids dedifférents moteurs<B>à</B> énergies différentes. La, zone entre les courbes<B>A</B> et B montrent approximative ment les rapports entre la puissance et le poids de moteurs,de différentes marques veii- dus en<B>1928.</B> La zone entre les courbes C et <B>D</B> indique approximativement l'augmentation générale,
du rapport entre la puissance et le poids qui peut être obtenue par la présente invention sur les rapports entre la puissance et le poids des moteurs vendus en<B>1928,</B> comme indiqué par la zone entre les courbes <B>A</B> et B. La courbe<B>D</B> montre approximative ment les rapports entre<B>la</B> puissance et le poids -de moteurs<B>à</B> différentes puissances, qui ont actuellement été -construits suivant<B>la</B> présente invention, et qui ont été pleinement essayés. La courbe<B>D</B> indique une améliora tion de plus de<B>100%,</B> sauf pour les moteurs d'environ<B>10</B> HP et moins, sur les rapports moyens des moteurs modèles<B>1928</B> susmen tionnés.
Ces moteurs (courbe<B>D)</B> -ont des fae- teurs de sécurité élevés au point de vue méca,- nique, thermique, électrique et pneumatique. et il est<B>à</B> observer que lacourbe <B>D</B> ne repré sente point de limite supérieure pour les amé liorations qui peuvent être obtenues.
Ainsi, dans lestas particuliers de moteurs employés par exemple dans une atmosphère très pure ou dans des climats très froids, ou dans des installations de réfrigération, ou lorsqu'uii accroissement de température de plusde 40<B>'</B> <B>C</B> est admissible, ou lorsqu'on admet des fa-c- teurs de sécurité inférieurs, l'amélioration du rapport entre la puissance et le poids peut en core être -considérablement augmentée au.
dessus des valeurs indiquées par la courbe<B>D.</B> <B>A</B> la fig. <B>8,</B> la raideur des courbes #crois- sant avec la puissance -et le poids -est due -,tu fait que le rapport entre la puissance et le poids -de moteurs tombe pour des petites puis sances, malgré les densités de courant relati- veinent plus élevées, qui peuvent être utili sées dans des moteurs pareils.
Comme il a été susmentionné, la densité de courant employée est ici considérablement plus élevée que celle ordinairement en vogue pour des moteurs vendus en<B>1928.</B> La fig. <B>9</B> du,dessin indique approximativement dans la zone entre les courbes<B>A</B> et B, les densités<B>de</B> courant employées dans les enroulements de stator de moteurs vendus par diff6rentes, à- briques, en<B>1928.</B> La densité de couralit ad missible varie évidemment avec la grandeur et la, puissance du moteur,,comme susindiqu6. Ainsi.
la densité de courant est plus élevée pour de petits moteurs que pour de plus grands moteurs, par suite de la, plus grande capacité -de radiation ou de dissipation de chaleur naturelle,de petits moteurs, bien que le rendement électrique, mécanique et pneu- inatique de petits moteurs doive forcément tomber avec le poids.<B>A</B> la fig. <B>9,</B> la zone en tre les courbes C et<B>D</B> indique approximative ment l'augmentation de la densité,de courant (hi stator, qui peut être employée dans des moteurs construits suivant la présente inven tion,
sur les densités de courant en vogue clans les moteurs vendus en<B>1928,</B> comme in- cliqué par la courbe B. La courbe<B>D</B> indique les densités de courant du stator, employées dans ces moteurs de différentes puissances, qui ont été, construits actuellement suivant la présente invention -et qui ont été essayés en tièrement. Les moteurs suivant l'invention (courbe<B>D)</B> ont, comme susmentionné, des fac teurs de sécurité, élevés, et il va de soi que la courbe<B>D</B> ne représente pas une limite supé rieure, de l'augmentation -de<B>la</B> densité de cou rant qu'on peut employer.
Comme, mentionné ci-dessus, l'écoulement, d'air & refroidissement<B>à</B> travers les moteurs suivant l'invention est considérablement plus importa-nt que jusqu'à présent, et il peut être instructif d'indiquer l'augmentation -de<B>Pé-</B> coulementd'air au sens dela présente inven tion.
Ainsi, en se référant<B>à</B> la, fig. <B>10,</B> dont les courbes correspondent<B>à</B> celles des fig. <B>8</B> et<B>9,</B> la zone entre les courbes -4 et B indi que les pressions d'air représentées en centî- mètres,de colonne d'eau s'établissant dans- c1e## moteurs de -différentes puissances, vendus (-ii <B>1928,</B> tandis que la zone entre les courbes<B>C</B> et<B>D</B> indique approximativement l'augmenta tion de pression qui est réalisée,dans les ino- teurs suivant la présente invention.
La courbe <B>D</B> indique les pressions d'air employées dan, une série de moteurs qui ont été construits actuellement avec un facteur de sécurittl élevé.
Il est<B>à</B> mentionner qu'en employant des ventilateurs -construits scientifiquement avuo des aubes proprement courbées et établies, de, diffuseurs de refoulement et des moyens an-11- logues ou en employant plus d'un ventilin- teurdans un moteur, ou même en employant un appareil de refoulement d'air séparé a:
,so- cié au moteur, les pressions représentées par la courbe<B>D, à</B> la fig. <B>10,</B> peuvent encore être augmentées davantage, sans grandes diffieul- t6s, de façon<B>à</B> obtenir une amélioration con sidérable du rapport entre la puissance et<B>le</B> poids du moteur malgré l'augmentation de la friction mécanique du ventilateur, pourvu que les moyens susdécrits soient employ' pour éliminer la chaleur dans une mesure oor- respondante des conducteurs de cuivre.
Tout ce qui précède revient<B>à</B> dire que<B>le.,</B> conduits<B>à</B> air prévu au moins dans le sfiitor du moteur devront être si nombreux et si étroits et la vitesse de circulation de l'air<B>de</B> ventilation si grande quc le produit de la surface totale des conduits<B>à</B> air en mUrus carrés et de la vitesse de l'air en mètres par seconde est de l'ordre de grandeur<B>d'au</B> moins 1,4 de la constante de dissipation, et que ]#i -conductivité thermique de l'isolation des rai nures et la disposition d-es conducteurs claw- ce#ll,
es-ci devront être choisies -de telle façon que la transmission de la chaleur des condue- teurs de rainure, destinés<B>à</B> recevoir un coii- rant; <B>à</B> densite élevée, au fer ait lieu sans pro voquer un dépassement de l'élévation de c1i- <B>1</B> leur admissible, en ayant toujours soin que cette transmission de chaleur corresponde le plus exactement possible<B>à</B> la dissipation de chaleur produite par l'air de refroidissement