Machine électrique<B>à</B> courant continu. L'invention a pour objet une machine électrique<B>à</B> courant continu comprenant un stator feuilleté présentant des encoches dans lesquelles passent les conducteurs d'au moins -Lin enrofflement inducteur, et comprenant en outre au moins un enroulement de compensa tion et un induit rotatif.
Cette machine peut être, par exemple, une génératrice faisant partie d'un groupe Ward- Léonard, un moteur<B>à</B> excitation variable, un moteur shunt, etc.
L'invention vise<B>à</B> réaliser une machine dans laquelle les enroulements du stator sont disposés de manière particulièrement avanta geuse en vile d'une bonne répartition circon- férentielle du flux et d'une compensation efficace de. la réaction d'induit.
<B>A</B> cet effet, la machine selon l'invention est caractérisée en ce que l'enroulement in ducteur de chaque pôle est constitué par un groupe de bobines concentriques, le nombre de spires de chaque bobine du groupe étant tel que la répartition cireonférentielle du flux engendré dans l'entrefer par l'enroule ment inducteur est pratiquement sinus6idale, et caractérisée en outre en ce que les condue- leurs <B>de</B> l'enroulement,
de compensation sont répartis sur toute la périphérie du stator et passent clans les mêmes encoches de celui-ci qiie les conducteurs de l'enroulement indue- leur, ces derniers étant placés a-Li fond des encoches, tandis que les conducteurs de l'en roulement ile, compensation sont placés dans la partie des encoches située<B>à</B> proximité de l'entrefer.
Une forme d'exécution de la machine élec trique objet de l'invention est représentée<B>à</B> titre d'exemple a-Li dessin ci-annexé dans le quel: Fig. <B>1</B> est une représentation schéma-tique, en coupe transversale, du stator inducteur feuilleté de la machine, montrant la dispo sition des différents groupes de bobines in ductrices.
Fi--. la est Lin schéma représentant en développement ces mêmes groupes de bo bines avec leurs connexions.
Fig. 2 est un diagramme des caractéris tiques externes de la machine travaillant en génératrice, tracé pour différentes satu rations.
Fig. <B>3</B> montre la machine en coupe longi tudinale.
Fig.4 est une coupe transversale de la machine.
Le stator inducteur feuilleté clé la fig. <B>1</B> est établi pour une machine<B>à</B> quatre pôles, mais<B>il</B> est évidemment possible clé réaliser sur<B>le</B> même principe des inducteurs<B>à</B> nombre quel conque de pôles.
Pour ne pas surcharger le dessin et en vue de si-inplilïer la représentation, on n'a figuré qu'un seul bobinage inducteur.
La tôle découpée comprend<B>28</B> encoches simples telles que<B>A</B> et quatre encoches doubles telles que B situées<B>à 900</B> les unes des autm. L'axe polaire des pôles<B>C</B> est situé<B>à</B> 450 des encoches doubles. Le bobinage inducteur<B>D</B> est réalisé en bobines concentriques et le nombre de spires est choisi de telle sorte que l'on obtienne une distribution pratiquement sinusoïdale du champ dans Fentrefer.
Dans le cas de certaines applications de groupes amplificateurs Ward-Léonard, lors que la polarité de la machine doit être fré quemment et rapidement inversée, il peut être plus avantageux de disposer d'un en roulement inducteur pour chaque polarité<B>à</B> condition que ces deux enroulements soient parfaitement sYmétriques l'Lin par rapport<B>à</B> l'autre.
La disposition des différents groupes de bobines inductrices telle qu'elle est illustrée <B>à</B> la fig. <B>1</B> permet cette réalisation. En effet, les encoches du stator peuvent être assez pro fond es pour recevoir un second enroulement puisque les dents, n'étant traversées que par un flux magnétique continu, n'entrent pas en vibration.
Un enroulement de compensation<B>E</B> est parcouru par le courant absorbé par l'induit et comprend par conséquent des bobines con nectées chacune entre un balai<B>P</B> de la ma chine et la borne<B>G</B> correspondante; les con ducteurs de cet enroulement sont. répartis sur toute la périphérie du stator; ils passent dans<B>les</B> mêmes encoches que les conducteurs de l'enroulement inducteur et sont. situés<B>à</B> proximité de Ventrefer, où leur efficacité est maximum.
Il est. possible, en calculant conve nablement le nombre et la répartition des spires dans les encoches du stator, de com penser la réaction d'induit ou d'obtenir un quelconque effet d'hypocompensation ou d'hypercompensation, ce qui est parfois<B>dé-</B> sirable pour certaines applications.
On a, tracé<B>à</B> la fig. 2 la représentation graphique des caractéristiques<B>-</B>externes de la ma-chine travaillant en génératrice en fonc tion de différentes saturations.
Sur deux axes OX <I>et</I> OY sont, portées en abscisses les valeurs de courant débité et, en ordonnées celles des tensions. La tension aux bornes de la machine tra vaillant comme génératrice de courant con tinu est égale<B><I>à</I></B> JT=E-RI, équation dans laquelle LI' signifie ladite tension aux bornes, <B>E</B> la tension induite, R la résistance de l'en roulement induit et de l'enroulement de coni- pensation, et I le courant indnit. La tension induite ce détermine par
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,n étant le nombre total de conducteurs de l'induit,
<B>N</B> le nombre de tours par minute de celui-ci, et (P la résultante du flux des indue- teurs et du flux de réaction d'induit. Or, si la. compensation obtenue par les enroule ments de compensation est rigourense, le flux de réaction d'induit est compensé, de sorte que le flux<B>0</B> et, par conséquent la tension induite<B>E,</B> sont constants et indépendants de I. La représentation graphique de Ir en fonc tion de I est donc -une droite de coefficient angulaire R, comme représenté<B>à</B> la fig. 2.
Cet-te droite serait parallèle<B>à</B> l'axe des abscisses si la résistance interne de l'induit et des enroulements de compensation ainsi que la chute de tension aux balais étaient nulles ou négligeables. Ce n'est évidemment pas le cas et Fexpérience montre qu'en pra tique cette chute de tension varie entre<B>5 à</B> <B>10</B> 1/o suivant la puissance nominale de la machine.
Les caractéristiques externes tracées pour différentes saturations, c'est-à-dire en faisant varier la tension<B>à</B> vide, sont des droites parallèles entre elles, visibles<B>à</B> la fi-. 2 en<B>1.,</B> 2,<B>3,</B> 4, correspondant respective ment<B>à,</B> des saturations de<B>1,25</B> ie, <B>1,0</B> ie, <B>0,75</B> ie et<B>0,50</B> ic.
La bonne répartition eirconférentielle du flux et la compensation de la réaction dIn- duit obtenue par la disposition décrite des enroulements permettent, sans inconvénients pour la commutation, de prévoir un entrefer <B>plus</B> petit et un nombre de pôles plus élevé qu'avec les dispositions connues de ces en roulements.
Il en résulte que le nombre- des ampères-tours nécessaires<B>à</B> la production du flux et par conséquent la self-induction de l'enroulement inducteur peuvent être dimi- illiés. Ceci est un avantage précieux notam- c ment dans les génératrices de groupes Ward- Léonard faisant partie d'installations de servo-mécanismes, génératrices dont les va riations de débit doivent suivre de très près les variations du courant d'excitation.
En effet, le temps de réponse, c'est-à-dire le temps qui s'écoule entre la fin d'une varia tion du couirant d'excitation et la fin de la variation correspondante du débit de la géné ratrice, est d'autant plus court que la self- induction de l'enroulement inducteur est plus faible. Un autre avantage de la disposition décrite est que dans des génératrices de ce Igenre -dans lesquelles la polarité doit être inversée fréquemment et rapidement, on peut prévoir un enroulement inducteur distinct pour chaque polarité, les deux enroulements étant disposés dans les mêmes encoches.
Enfin, le rapport de la puissance débitée par l'induit<B>à</B> la puissance fournie<B>à</B> l'inducteur est pl-Lis élevé que dans les génératrices con- mies, grâce<B>à</B> la disposition avantageuse des enroulements et<B>à</B> la diminution des pertes <B>clé</B> flux qui en résulte.
Lorsque la machine constitue un moteur <B>à</B> excitation variable, on peut grâce<B>à</B> la faiblesse<B>de</B> la réaction d'induit faire varier dans de très larges limites le flux total et, par conséquent, la vitesse pour une tension d'alimentation et une charge données. Inverse ment et pour la même raison, on peut, en fai sant varier l'excitation au moyen d'un dis positif de réglage automatique, régler la vi tesse de rotation -de l'induit.<B>à</B> une valeur eons- tante malgré des variations importantes clé la charge et de la tension d'alimentation.
<B>A</B> cet. effet, le circuit du bobinage d'exci tation peut comprendre une résistance va riable commandée par un régulateur en fonc tion clé la vitesse de rotation de l'induit, ce régulateur étant agencé de, manière<B>à</B> dimi nuer ladite résistance et, par conséquent, renforcer l'excitation lorsque la vitesse aug- iiiente; ce renforcement de l'excitation s'op posant<B>à</B> l'augmentation de la vitesse, on pourra, en choisissant convenablement les caractéristiques du régulateur, main tenir la vitesse<B>à</B> -une valeur différant d'aussi peu qu'on le voudra d'une va leur constante prédéterminée. Le régula teur pourra être, par exemple, un régula teur<B>à</B> masses centrifuges.
Selon une variante, le moteur pourrait comprendre deux enroulements d'excitation supplémentaires bobinés dans des sens oppo- s6s et do-nt les conducteurs sont disposés dans les mêmes encoches que ceux du bobi nage inducteur précité<B>D,</B> de sorte quun cou rant passant par le premier de ces enroule ments supplémentaires renforce l'excitation et qu'un courant passant par le second la diminue.
Ces enroulements supplémentaires seront commandés par un régulateur en fonc tion de la vitesse de rotation de l'induit de manière quun courant passe par ledit pre mier enroulement supplémentaire et que, par conséquent, l'excitation soit renforcée lorsque la vitesse augmente, et qu'un courant passe par ledit second enroulement supplémentaire et que, par conséquent, l'excitation soit af faiblie lorsque la vitesse diminue.
Dans ce cas, le régulateur peut être un régulateur purement électrique comprenant par exemple des thyratroffl, des lampes, des amplifica teurs magnétiques, etc., permettant d'envoyer ledit courant dans lLin ou l'autre des deux enroulements supplémentaires précités, selon que la vitesse de rotation de l'induit est su périeure ou inférieure<B>à</B> une valeur déter minée.
On décrira maintenant plus en détail la machine représentée aux fig. <B>3</B> et 4. Cette machine dans laquelle les enroulements induc teurs sont disposés comme indiqué aux fig. <B>1</B> et la comprend un dispositif particulier<B>(le</B> ventilation permettant d'évacuer un nombre considérable de watts pour un échauffement modéré, tout en permettant cependant de dis- 01 poser les bobinages fixes et tournants dans une enveloppe, sans communication avec l'ex- térieur. Le stator inducteur<B>1,</B> dont les tôles;
ont été préalablement assemblées dans une tôle enveloppe roulée et sertie 2, est emman ché dans une carcasse étanche en alliage<B>lé,</B> ger <B>3</B> dont la, paroi périphérique est ondulée de manière<B>à</B> présenter un certain nombre de nervures creuses constituant autant de canaux de ventilation 4 autour du stator.
L'arbre<B>5</B> porte un collecteur creux<B>6,</B> le rotor avec ses canaux de ventilation<B>7</B> dans les tôles d'induit, et un ventilateur centri fuge<B>8.</B> Deux flasques<B>9</B> et<B>10</B> sont embrevés sur la carcasse<B>3</B> et sont entièrement fermés. Deux regards servent dïccès au collecteur et sont fermés chacun par -un couvercle pourvu de joints d'étanchéité.
Le ventilateur centrifuge<B>8</B> aspire l'air<B>à</B> travers les canaux<B>7 de</B> l'induit, pour l'éva cuer<B>à</B> l'extérieur du stator<B>à</B> travers les ner vures de ladite carcasse.
Un circuit de ventilation intérieure, s'éta blit ainsi suivant la -direction des flèches de la. fig. <B>3,</B> absorbant les calories du collecteur, du fer et du cuivre de Finduit et de l'induc teur. Cet air chaud abandonne ses calories au contact des nervures de la carcasse.
Ces nervures sont elles-mêmes soumises au courant d'air dun second ventilateur centri fuge<B>11</B> placé extérieurement<B>à</B> l'enveloppe principale de la machine sous un capot 12.
De cette façon, la machine, quoique de construction entièrement fermée, se trouve néanmoins très efficacement ventilée inté rieurement et extérieurement, sans que Fair ambiant, corrosif oit dangereux d'une façon quelconque pour les bobinages et les organes internes tels que collecteurs, balais, roule ments, puisse<B>y</B> pénétrer.
De ce fait, la machine est susceptible d'être utilisée notamment pour les essais en atmosphère corrosive ou abrasive.