Machine électrique tournante La machine électrique tournante Aon la reven- dication du brevet principal comprend un rotor discoïdal et un stator également discoïdal,
séparés par au moins un entrefer annulaire sensiblement plan, d'un au moins des éléments précités de la machine comprenant uni bobinage et l'un au moue de ces éléments étant constitué,
au .moins en partie, en un matériau magnétique, et est caractérisée en ce que ledit bobinage est constitué par des conduc teurs, plats adhérant intimement à l'un au moins des faces, électriquement isolante,
de l'élément cor- respondant, ces conducteurs ayant des parties sen- siblement radiales disposées sur une, surface annu- laire,
et une face au mains du bobinage formant une surface de délimitation de l'entrefer.
La machine électrique tournante objet de l'in- vention présente les ca:
raetères mentionnés ci- dessus et est caractérisée en ce que l'élément por tant lie bobinage porte aussi, sur une de ses faces isolantes au moins, des bagues collectrices formées par des conducteurs plats et nus et connectées à des extrémités de conducteurs du bobinage,
cet élément constituent le rotor de la machine et étant encadré de deux éléments constitués au mains en partie en un matériau magnétique et dont l'un. supporte des balais frottant saur ces <RTI
ID="0001.0115"> bagués collec- trices, l'un de ces deux derniers éléments, qui cons- tituent <B>la</B> stator de la machine, étant un inducteur créant un champ magnétique continu dans l'entre- fer.
A titre d'exemple, plusieurs foames d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées sur les dessins annexés.
La fi-. 1 est une vue schématique en coupe d'une machine tournante monophasée.
La fig. 2 est une vue d'une face du rotor de cette machine. La fig. 3 est une vue partielle en coupe, et la fig. 4, une vue partielle d'une face du rotor, d'une variante d'exécution.
La fig. 5 est lune vue partielle en coupe, et la fig. 6, une vue partielle d'une face du rotor, d'une autre variante d'exécution de la machine des fig. 1 et 2.
La fig. 7 est une vue d'une face d'un rotor de machine triphasée, et la fig. 8, une vue partielle de cette même face de rotor, baguas omises.
Les fig. 9a, 9b et 9c sont des vues partielles du rotor en coupe, illustrant une variante de la machine triphasée dies fig. 7 et 8.
La fig. 10 est une vue partielle de la face arrière du rotor, et la fig. 11<I>a,</I> 11<I>b</I> et 11c sont des vues par tielles en coupe, illustrant une autre variante de la machine triphasée des fig. 7 ,et 8,
et la fig. 12 est une vue partielle de la face arrière du rotor, et des fig. 13a, 13b et 13c :
sont des vues par- tielles en coupe, iàustrant une autre vani-ante de la machine triphasée des fig. 7 et 8.
La machine tausnante die la fig. 1 comprend un disque rotarique (1), encadré die deux éléments statoriques discoïdaux (2) et (3).
Nombre de détails mécaniques sont omis saur cotte fig. 1,
car inutiles pour la compréhension. Le rotor comprend un support isolant mince 4 de part et d@autme duquel sont formés deux demi-bobinages 5 et 6,
intercon- nectés RTI ID="0001.0258" WI="6" HE="4" LX="1217" LY="2325"> par des plots intérieurs 11, et extérieurs 12 ;
ce support ponte aussi une paire die bagues con- ductrices 13 et 14, entourant lies demi-bobinages 5 et 6.
Le disque rotorique est monté dans u n moyeu. L'élément statorique (2) constitue l'inducteur mul tipolaire, dont deux pôles sont indiqués en 8 et sont constitués par des aimants permanents pair exem ple,
montés dans une armatum non magnétique et non conductrice 10; dans cette armature est 6ga- lement monté un balai 16, qui porte sur la bague conductrice 14.
L'élément statorique (3) constitue un élément de cubasse magnétique pour la ferme- ture du flux ayant traversé le rotor. Il est pourvu d'une bague magnétique 7 montée dames un disque de support non magnétique et non
conducteur 9 ; ce support porte aussi un balai 15, monté symétrique du balai 16 et portant sur la bague conductrice 13 <B>dû</B> rotor.
Entre les balais est appliquée la farce électromotrice alternative, qui assurera l'entraîne- ment du rotor lorsque la machine est utilisée comme moteur alimenté en courant alternatif ou qui sera prélevée sur le rotor
lorsque la machine est utilisée comme générateur de courant alternatif. Le posi- tionnement symétrique des ballais a l'avantage, au point de vue mécanique, de compenser lies pressions de ces éléments sur le rotor, et ne correspond à aucune nécessité électrique,
bien entendu.
Le bobinage pris pour exemple est ondulé-série à 41 spires, pour machine tournante à huit pôles.
Sa configuration -se conçoit directement d'après la vue de la face portant la bague conductrice 14, fia. 2, en considérant que dans cette vue, (comme dans les vues des fia.
4, 6, 7, 8, 10 et 12 d'ailleurs) les traits délimitant les parties conductrices sont en fiait représentatifs des intervalles entre ces .parties con- ductrices. Cette convention est basée sur #le cliché usuel servant à 1' impression des conducteurs dans le procédé connu de la
photogravure.
Chaque conducteur comprend une partie ra- diale.19 prolongée par dies parties inclinées 20 et 23 formant, en fait, les têtes de bobine de l'enroule- ment qui s'étend dans deux plans.
Leurs inclinai- sons définissent ensemble le pas du bobinage. Elles se terminent par des parties plates radiales dans lesquelles sont établies les interconnexions de face à face, extérieures 12 et intérieures 11.
En deux emplacements situés @à 1800 électriques l'un. de l'au tre sur la périphérie du bobinage cependant, des conducteurs du bobinage sont, chacun sur une face, en liaison directe avec les bagues 13 et 14.
Cet em- placement est visible pour la face avant en 21 sur les fia. 1 et 2. n est indiqué en pointillé en 22 pour la face arrière du bobinage suz la fia. 2.
En variante, et afin de réduire <B>la</B> diamètre du rotor quand<B>de</B> besoin, les deux bagues 13 et 14 peuvent, fia. 3 et 4, être formées sur des cou ronnes isolantes 24 et 34 déposées sur les couronnes de plots extérieurs des conducteurs du. bobinage (elles pourraient l'être sur toute autre <RTI
ID="0002.0170"> couronne d'un autre rayon moyen par-dessus le bobinage). En ce cas, en des emplacements toujours à 180o électriques l'un de l'autre, une interconnexion est établie entre le bobinage et la bague 13, en ,un emplacement,
et une autre interconnexion est éta blie entre le bobinage et la bague 14, à l'autre emplacement. L'interconnexion entre le bobinage et la bague 14 est visible en 18 sur la fia. 3 et -son emplacement est désigné par 18 sur la fia. 4.
En variante également, fia. 5 et 6, l'une des faces du bobinage, 5 par exemple, peut-être formée avec la bague concentrique 13 comme sur les fia. 1 et 2, mais l'autre bague 14 peut être appliquée par- dessus l'autre face du bobinage, :comme dans le cas des fia. 3 et 4.
Il en résulte un décalage relatif laté- ral des deux bagues qui, d'un côté du rotor, appa- raissent alors concentriques, ce qui permet de dis poser :lies balais 15 et 16 -sur une seule face du rotor, ces balais étant supportés par le même élément du stator.
Un appui 25 peut être établi pour contreba lancer la pression du balai 15, si de besoin.
Les interconnexions sont montrées comme étant formées par dies liaisons métalliques traversant lies isolants. Elles pourraient être réalisées sur les tran ches des isolants dans le cas du montage des fia. 3 et 4 tout -au moins.
Mutatis mutandis, la machine peut aussi fonc- donner en générateur de courant alternatif, il suf fit de considérer le rotor entraîné mécaniquement à :urne vitesse RTI ID="0002.0248" WI="18" HE="4" LX="1321" LY="1101"> déterminée, d'où lia génération du cou rant à prélever saur les balais susdits:
Pour -une machine polyphasée, on établit autant de bagues et de prises entre ces bagues et le bobi nage qu'il est nécessaire.
A titre d'exemple d'urne machine polyphasée, on va considérer le cas pratique courant d'une machine triphasée.
Cette machine se prête à plusieurs réali- sations pratiques, ce que vont permettre d'exposer les schémas des fia. 7 à 13c jointes.
L'exemple considéré comprend un bobinage ondulé-série, huit pôles, quarante-neuf conduc- teurs, une face du bobinage étant représentée sur la fia. 7.
Ce bobinage, dans chacune des trois variantes considérées plus loin, est connecté à trois bagues concentriques 30, 31 et 32 qui, à titre illustratif, sont formés sur une couronne isolante commune, voir les coupes des fia. 9, l l et 13.
La face du bobinage sous ces trois bagues porte, daims les trois cas, trois prises repérées El, E.z et E.3 sur la vue partielle de la fia.
8, dam laquelle les bagues 30 à 32 sont enle- vées. Ces prises prolongent des parties 28 de con- ducteurs qui se trouvent à 1200 électriques l'un. de l'autre dianes 1e bobinage complet sur un
double pas polaire de la machine (dont le stator se conçoit directement d'après la coupe de la machine mono- phasée de la fia. 1) puisqu'il ne s'agit que de modi fier le nombre des balais portés pair ce stator.
Dans le pireimier cas, la machine triphasée est établie pour que le montage triphasé électrique soit en delta ; les fia.<I>9a, 9b</I> et 9c en sont des coupes partielles -aux emplacements des trais prises El,
Ez et E3. La face arrière du bôbinage ne présente pas de prises spéciales eu égard aux prises E de la face avant (sur le dessin) et les connexions -aboutissant aux bagues sont simplement prolongées ,
pour relier électriquement aux emplacements de ces prises les conducteurs 28 de la face avant et les eonducteuxs 29 de la face arrière jusqu'aux bagues correspo@n- dantes 30 à 32 respectivement, une par emplacement de prise. Les traces des plots sur les bagues 30,
31 et 32, sont indiquées en 35, 36 et 37 sur la vue de lia fig. 7.
Un autre montage peut être du type en étoile avec point de retour commun (neutre) aux trois phases. Dans ce cas, la face .arrière du bobinage est conformée comme montré sur la fi-.
10, avec une seule bague collectrice 33 entourant le demi-bobi- nage de cette face arrière et devant se connecter aux trois phases par exemple pair des liaisons direc- tes Sl, S.,
et S3 entre la bague 33 et lies conducteurs 29 à 120o électriques l'un de l'antre (en regard .ici des conducteurs auxquels aboutissent les prises E de la face avant).
Les fig. 11a,<B>11b</B> et 11c montrent alors les coupes partielles du rotor aux emplace- ments des prises avec les interconnexions entre <B>les</B> conducteurs 28 et les bagues 30 à 32.
Il n'y auto qu'un balai de prise de masse sur la bague 33 dans le montage mécanique complet.
Cependant, il peut "être désirable d'établir ils machine pour que sa structure permette à l'utihsa- teur de l'exploiter à son gré.
Dans un tel cas, la face ornière du bobinage sera établie telle que montrée sur la fig. 12, avec les trois prises <B>SI,</B> S2 et S3 séparées et en regard des prises avant Ez, E.3 et El respectivement.
A cetté face wnère seront associées trois bagues concentriques 40, 41 et 42, en regard des bagues 30, 31 et 32 de la face avant, et les interconnexions entre bagues et bobinage éta blies comme visibles sur les fie. 13a, 13b et 13c.
Il y aura alors trois paires de balais dans le mon tage mécanique complet que l'utilisateur pourra alimenter et interconnecter à son gré.
Rotating electric machine The rotary electric machine as claimed in the main patent comprises a discoidal rotor and a also discoidal stator,
separated by at least one substantially planar annular air gap, from at least one of the aforementioned elements of the machine comprising a single coil and one in the form of these elements being constituted,
at least in part, in a magnetic material, and is characterized in that said coil is formed by conductors, flat intimately adhering to at least one of the electrically insulating faces,
of the corresponding element, these conductors having substantially radial parts arranged on an annular surface,
and a face of the coil forming a boundary surface of the air gap.
The rotating electric machine which is the subject of the invention has the following characteristics:
raeters mentioned above and is characterized in that the element for both the winding also bears, on at least one of its insulating faces, slip rings formed by flat and bare conductors and connected to the ends of the conductors of the winding,
this element constitutes the rotor of the machine and being framed by two elements made by hand partly in a magnetic material, one of which. supports brushes rubbing these <RTI
ID = "0001.0115"> collector rings, one of these last two elements, which constitute <B> the </B> stator of the machine, being an inductor creating a continuous magnetic field in the inter- iron.
By way of example, several embodiments of the object of the invention are shown in the accompanying drawings.
The fi-. 1 is a schematic sectional view of a single-phase rotary machine.
Fig. 2 is a view of a face of the rotor of this machine. Fig. 3 is a partial sectional view, and FIG. 4, a partial view of one face of the rotor, of an alternative embodiment.
Fig. 5 is a partial sectional view, and FIG. 6, a partial view of one face of the rotor, of another variant embodiment of the machine of FIGS. 1 and 2.
Fig. 7 is a view of a face of a rotor of a three-phase machine, and FIG. 8, a partial view of the same rotor face, baguas omitted.
Figs. 9a, 9b and 9c are partial views of the rotor in section, illustrating a variant of the three-phase machine dies fig. 7 and 8.
Fig. 10 is a partial view of the rear face of the rotor, and FIG. 11 <I> a, </I> 11 <I> b </I> and 11c are partial sectional views, illustrating another variant of the three-phase machine of FIGS. 7, and 8,
and fig. 12 is a partial view of the rear face of the rotor, and FIGS. 13a, 13b and 13c:
are partial sectional views, illustrating another vani-ante of the three-phase machine of fig. 7 and 8.
The tausnante machine die in fig. 1 comprises a rotaric disc (1), framed die two discoidal stator elements (2) and (3).
Many mechanical details are omitted from the chain fig. 1,
because unnecessary for understanding. The rotor comprises a thin insulating support 4 on both sides of which are formed two half-coils 5 and 6,
interconnected RTI ID = "0001.0258" WI = "6" HE = "4" LX = "1217" LY = "2325"> by interior 11, and exterior 12 pads;
this support also bridges a pair of conductive rings 13 and 14, surrounding the half-coils 5 and 6.
The rotor disc is mounted in a hub. The stator element (2) constitutes the multi-pole inductor, two poles of which are indicated at 8 and consist of permanent magnets, for example,
mounted in a non-magnetic and non-conductive armature 10; in this frame is also mounted a brush 16, which bears on the conductive ring 14.
The stator element (3) constitutes a magnetic cubass element for closing the flux which has passed through the rotor. It is provided with a magnetic ring mounted 7 ladies a non-magnetic support disc and not
conductor 9; this support also carries a brush 15, mounted symmetrically with the brush 16 and bearing on the conductive ring 13 <B> due </B> rotor.
The alternating electromotive stuffing is applied between the brushes, which will drive the rotor when the machine is used as a motor supplied with alternating current or which will be taken from the rotor.
when the machine is used as an alternating current generator. The symmetrical positioning of the ballais has the advantage, from a mechanical point of view, of compensating for the pressures of these elements on the rotor, and does not correspond to any electrical necessity,
of course.
The winding taken as an example is corrugated series with 41 turns, for an eight-pole rotating machine.
Its configuration is designed directly from the view of the face bearing the conductive ring 14, fia. 2, considering that in this view, (as in the views of fia.
4, 6, 7, 8, 10 and 12 moreover) the lines delimiting the conductive parts are in fact representative of the intervals between these conductive parts. This convention is based on the usual cliché serving for the printing of the conductors in the known process of
photogravure.
Each conductor comprises a radial part 19 extended by inclined parts 20 and 23 forming, in effect, the coil heads of the winding which extends in two planes.
Their inclinations together define the pitch of the winding. They end with radial flat parts in which the face-to-face, exterior 12 and interior 11 interconnections are established.
In two locations located @ to 1800 electric one. of the other on the periphery of the coil, however, the conductors of the coil are, each on one side, in direct connection with the rings 13 and 14.
This location is visible for the front face at 21 on the fia. 1 and 2. n is indicated in dotted lines at 22 for the rear face of the winding on the fia. 2.
As a variant, and in order to reduce <B> the </B> diameter of the rotor when <B> of </B> necessary, the two rings 13 and 14 can, fia. 3 and 4, be formed on insulating crowns 24 and 34 deposited on the crowns of outer studs of the conductors. winding (they could be on any other <RTI
ID = "0002.0170"> crown of another average radius over the winding). In this case, in locations still at 180 ° electrical from each other, an interconnection is established between the coil and the ring 13, in a location,
and another interconnection is established between the coil and the ring 14, at the other location. The interconnection between the coil and the ring 14 is visible at 18 on the fia. 3 and its location is designated by 18 on the fia. 4.
Also as a variant, fia. 5 and 6, one of the faces of the coil, 5 for example, may be formed with the concentric ring 13 as on the fia. 1 and 2, but the other ring 14 can be applied over the other face of the winding,: as in the case of fia. 3 and 4.
This results in a relative lateral offset of the two rings which, on one side of the rotor, then appear concentric, which makes it possible to position: the brushes 15 and 16 - on a single face of the rotor, these brushes being supported by the same stator element.
A support 25 can be established to counteract the pressure of the brush 15, if necessary.
The interconnections are shown to be formed by metallic bonds crossing insulating lees. They could be made on the edges of the insulators in the case of mounting the fia. 3 and 4 at least.
Mutatis mutandis, the machine can also function as an alternating current generator, it suffices to consider the rotor driven mechanically at: speed box RTI ID = "0002.0248" WI = "18" HE = "4" LX = "1321" LY = "1101"> determined, hence the generation of the current to be taken from the aforementioned brushes:
For a polyphase machine, as many rings and grips are established between these rings and the bobbin as necessary.
As an example of a polyphase machine, we will consider the current practical case of a three-phase machine.
This machine lends itself to several practical implementations, which will be shown in the diagrams of the fia. 7 to 13c attached.
The example considered comprises a series corrugated winding, eight poles, forty-nine conductors, one face of the winding being shown in the figure. 7.
This coil, in each of the three variants considered below, is connected to three concentric rings 30, 31 and 32 which, by way of illustration, are formed on a common insulating ring, see the sections of fia. 9, l l and 13.
The face of the winding under these three rings bears, deers the three cases, three sockets marked El, E.z and E.3 on the partial view of the fia.
8, from which the rings 30-32 are removed. These sockets extend parts 28 of conductors which are at 1200 electric one. on the other dianes 1st complete winding on a
double pole pitch of the machine (the stator of which is designed directly from the cross section of the single-phase machine in Fig. 1) since it is only a question of modifying the number of brushes carried by this stator.
In the worst case, the three-phase machine is established so that the three-phase electrical assembly is in delta; the fia. <I> 9a, 9b </I> and 9c are partial sections - at the locations of the lines taken El,
Ez and E3. The rear face of the bôbinage does not have special sockets with regard to the sockets E on the front face (in the drawing) and the connections leading to the rings are simply extended,
to electrically connect to the locations of these taps the conductors 28 of the front face and the leads 29 of the rear face to the corresponding rings 30 to 32 respectively, one per tap location. The traces of the studs on the rings 30,
31 and 32, are indicated at 35, 36 and 37 in the view of fig. 7.
Another assembly can be of the star type with a common return point (neutral) to the three phases. In this case, the rear face of the winding is shaped as shown in fig.
10, with a single slip ring 33 surrounding the half-winding of this rear face and having to be connected to the three phases, for example even direct connections Sl, S.,
and S3 between the ring 33 and the conductors 29 at 120o electric one of the antrum (opposite .here the conductors to which the sockets E of the front face lead).
Figs. 11a, <B> 11b </B> and 11c then show the partial sections of the rotor at the tap locations with the interconnections between <B> the </B> conductors 28 and the rings 30 to 32.
There is only one grounding brush on the ring 33 in the complete mechanical assembly.
However, it may be desirable to set up the machine so that its structure allows the user to operate it at will.
In such a case, the rut face of the winding will be established as shown in FIG. 12, with the three sockets <B> SI, </B> S2 and S3 separated and facing the front sockets Ez, E.3 and El respectively.
A cetté face wnère will be associated three concentric rings 40, 41 and 42, facing the rings 30, 31 and 32 of the front face, and the interconnections between rings and winding established as visible on the fies. 13a, 13b and 13c.
There will then be three pairs of brushes in the complete mechanical assembly that the user can power and interconnect at will.