Convertisseur d'énergie électromécanique La présente invention concerne un convertisseur d'énergie électromécanique, qui peut constituer une machine motrice ou génératrice, tant à courant con tinu qu'à courant alternatif.
Le convertisseur d'énergie électromagnétique objet de l'invention comprend deux éléments constitués nu moins en partie en un matériau magnétique et défi nissant entre eux au moins un entrefer magnétique, l'un de ces éléments au moins comportant des pôles inducteurs, et au moins un élément porteur de bobi nage passant en partie au moins dans cet entrefer, l'un de ces trois éléments au moins étant déplaçable par rapport aux autres.
Il est caractérisé en ce que l'élément porteur de bobinage est constitué par une bande isolante souple et mince revêtue d'un bobinage formé de conduc teurs plats ayant leurs parties actives orientées trans versalement par rapport à la longueur de la bande et y adhérant intimement.
Diverses formes d'exécution de l'invention sont représentées, à titre d'exemple, sur les figures du dessin ci-joint, qui montrent La fig. 1, une vue latérale, en partie schématisée, d'une machine motrice à courant continu comprenant un induit constitué par une bande souple.
La fig. 2, une vue partielle en plan, et en partie schématisée, de l'induit de la fig. 1.
La fig. 3, une vue agrandie en coupe, prise selon la ligne 3-3 de la fig. 2.
La fig. 4, une vue en coupe, partiellement sché matisée, d'un convertisseur d'énergie électromécani que tournant à élément coaxiaux.
La fig. 5, une vue partiellement schématisée, en coupe, de ce convertisseur selon la ligne 5-5 de la fig. 4. La fig. 6, une vue partielle en plan, en partie schématisée, d'une feuille isolante revêtue de con ducteurs, utilisée dans la réalisation de l'induit du convertisseur de la fig. 4.
La fig. 7, une vue en plan, en partie schématisée, de deux feuilles semblables à celle de la fig. 6 et superposées pour montrer leurs positions relatives dans l'induit du convertisseur de la fig. 4.
La fig. 8, un diagramme montrant un trajet de courant dans l'induit du convertisseur de la fig: 4. La fig. 9, une vue latérale de l'induit du conver tisseur de la fig. 4, et, la fig. 10, une vue en coupe, partielle et agran die, prise selon la ligne 10-10 de la fig. 9, pour montrer les languettes d'interconnexion dans l'induit après soudure.
Les fig. 11 à 14, en vues de profil en partie en coupe, quatre exemples de dispositions de machines à courant continu comprenant un bobinage du type imbriqué.
Les fig. 15 et 16, deux exemples d'exécution de tels bobinages imbriqués.
La fig. 17, en vue partielle de dessus, un exemple d'arrangement des balais d'une telle machine.
La fig. 18, en vue partielle de profil, et la fig. 19, en vue partielle en plan, un autre exemple d'arrangement des balais d'une telle machine. Les fig. 20 et 21, deux exemples d'un bobinage du type ondulé-série.
Les fig. 22 et 23, en coupes, deux exemples d'interconnexions des conducteurs du bobinage, qui peut être imbriqué ou ondulé-série.
Les fig. 24, en vue de profil en partie en coupe, un exemple d'exécution de convertisseur à courant continu et bobinage ondulé-série. La fig. 25, en vue partielle de profil, en partie en coupe, un exemple de convertisseur comprenant un enroulement compensateur de réaction d'induit. La fig. 26, en vue partielle de dessus, et la fig. 27, en vue partielle en coupe, un exemple de machine à courant alternatif monophasé.
La fig. 28, une vue partielle de dessus d'un bobi nage triphasé.
Les fig. <I>29a, 29b</I> et 29c, des coupes partielles de la fig. 28, montrant une première modalité d'inter connexions entre phases.
Les fig. 30a, 30b et 30c, des coupes partielles de la fig. 28, montrant une seconde modalité d'inter connexions entre phases.
Les fig. 31 à 34, en vues partielles de dessus, divers exemples de montage de convertisseurs, en vue de leur utilisation pratique, et, les fig. 35 à 37, en vues de profil, divers autres exemples également de montage en vue de cette uti lisation.
La fig. 1 montre im moteur à courant continu 10. L'enveloppe du moteur n'est pas figurée. Ce moteur comprend des moyens pour engendrer un champ magnétique, constitués par deux jeux d'aimants 11 et 12 à pièces polaires lla et 12a, montés de manière à engendrer des champs de polarités con traires au travers de régions voisines d'une feuille allongée déplaçable 13, ce .qu'indiquent les références N et S sur ces jeux d'aimants.
Des barreaux ferro magnétiques 14 et 15 servent de culasses aux jeux d'aimants. Si désiré, on peut omettre les aimants d'un côté et y substituer une simple culasse magnétique de fermeture de flux. Une seule paire d'aimants peut même être seulement prévue si désiré, la paire 11 par exemple.
La bande 13 comprend une feuille isolante pour vue d'un revêtement conducteur 16 sur sa longueur, comme représenté sur les fig. 2 et 3. Une portion du revêtement conducteur est disposée dans l'entrefer magnétique. Le revêtement 16 est de préférence réa lisé sur les deux faces et sur la longueur entière de la bande, et constitue en fait un enroulement inin terrompu sur cette feuille. Sur la fig. 2, les traits pleins désignent les conducteurs d'une face, et les traits interrompus, les conducteurs de l'autre face.
Les lignes entre conducteurs 17 de la fig. 2 représentent les portions non revêtues de la feuille isolante 13.
La feuille 13 peut avantageusement consister en un polyester, par exemple un polytéréphtalate d'éthylène. Le matériau 13a de cette feuille est visi ble sur la vue en coupe de la fig. 3.
A titre indi- catif, une telle feuille peut avoir une largeur de l'ordre de 7,5 cm et une épaisseur de l'ordre du quart de millimètre. Les interconnexions entre conducteurs 17 des deux faces (qui peuvent être en regard en leurs parties transversales) comprennent des revêtements conducteurs tels que 19, 20 et 21 sur la fig. 3, déli mitant des trous de traversée du matériau isolant 13a. La feuille 13 est en forme de bande et passe sur des poulies ou tambours 22 et 23 montés sur des arbres 24 et 25 tourillonnés dans des paliers non représentés.
En variante, les poulies 22 et 23 peu vent être montées comme bobines débitrice et récep trice, la feuille 13 étant initialement enroulée sur une bobine et tirée sur l'autre au fur et à mesure du fonctionnement du moteur. Si désiré, la feuille 13 peut être renforcée, isolée, perforée en certains empla cements près d'un de ses bords ou des deux, afin d'engager des organes dentés en place de poulies, les deux arbres étant alors en déplacement synchrone.
Le moteur comprend aussi des moyens pour faire parcourir le revêtement conducteur par un courant. Plus particulièrement, ces moyens comprennent, par exemple, une paire de balais 26, 27 en contact avec les conducteurs du revêtement. Ces balais assureront le passage de courant pour produire le déplacement longitudinal de l'élément mobile. Ils peuvent être montés dans des porte-balais <I>26a, 27a</I> fixés sur un support 28, l'un des balais contactant les conduc teurs en passant entre les aimants 11 et 12.
Le tracé des conducteurs constituant le bobinage sera partiellement suivi en se reportant à la fig. 2. On suppose que le courant pénètre par le balai 26 montré en contact instantané avec le conducteur 30. Le courant suit ce conducteur et passe, par la tra versée 31, au conducteur 32 de l'autre face, revient au conducteur 34 par la traversée 33, passe à tra vers la traversée 35 au conducteur 36 de l'autre face et ainsi de suite jusqu'à ce que le courant sorte par le balai 27.
Des flèches en trait plein montrent les par cours de courant sur une face, des flèches en poin tillé les indiquent sur l'autre.
On voit sur la fig. 2 que, dans une région définie, le courant passe dans le même sens transversal dans les conducteurs superposés des faces opposées de l'élément 13, mais qu'en deux régions adjacentes cor respondant respectivement aux emplacements des pièces polaires l la et 12a, le courant passe dans des directions inverses.
En conséquence et en raison de l'inversion des polarités magnétiques des aimants 11 et 12, il se développe une force résultante dans la direction du déplacement longitudinal de l'élément 13. Le sens de ce déplacement peut être inversé par une inversion du sens du courant. En raison de la très faible inertie de l'élément 13, le démarrage, l'arrêt et l'inversion du sens de marche peuvent être assurés plusieurs fois par seconde, si nécessaire.
La fabrication d'un élément 13 va être briève ment exposée : on prend une feuille de l'isolant sus- défini et on y forme les trous des fig. 2 et 3, puis on la revêt d'une pellicule de cuivre sur toute sa surface (y compris les parois des perforations). L'épaisseur de cette pellicule est très faible et, par exemple, de l'ordre du quatre millième de mm. Ceci peut être fait par immersion de la feuille dans un bain de dépôt de cuivrage usuel dans la technique des cir cuits imprimés.
On imprime alors avec une encre résistant à l'électrolyse la configuration du bobinage requis, lignes noires de la fig. 2. On surcharge de cuivre les parties exposées, y compris les perforations, jusqu'à l'épaisseur désirée, un huitième de millimètre par exemple. Il suffit ensuite, après retrait du bain de surcharge, en premier lieu d'enlever l'encre, en second lieu, par trempage bref dans une solution de gravure, d'enlever les traits de cuivrage fins qui se trouvaient sous cette encre lors de la surcharge.
Bien entendu, on pourrait aussi bien utiliser des feuilles minces de cuivre laminées sur l'isolant, après quoi ces feuilles seraient gravées avec le dessin requis.
On peut réaliser un moteur à courant alternatif en substituant des électro-aimants aux aimants per manents 11 et 12 des fig. 1 et 2 et en connectant les bobinages de ces électro-aimants en série avec les balais pour que le courant passe dans les électro- aimants 11 pour y développer un champ magnétique d'une certaine polarité alors qu'il développe un champ de polarité contraire dans les électro-aimants 12.
Les champs s'inversent avec les alternances du courant pour produire une composante d'effet pratiquement continu quant à la force qui en résulte sur l'élément mobile 13. Egalement, l'élément 13 de la fig. 2 'peut comprendre un enroulement conducteur fermé sur lui-même, semblable à l'enroulement ondulé des fig. 4 et 5 décrit plus loin. Si on utilise un tel enroule ment, il est alors désirable d'utiliser, si possible, un jeu d'aimants en chaque région d'inversion du cou rant afin de faire travailler le moteur avec un rende ment optimum.
Le convertisseur des fig. 1 et 2 peut constituer un générateur de courant si l'un ou l'autre des arbres 24 et 25 est entraîné de manière à faire défiler l'élé ment 13 dans l'entrefer magnétique et à provoquer ainsi le passage d'un courant induit dans l'enroule ment de l'élément 13.
Les fig. 4 et 5 représentent un convertisseur à courant continu dans lequel un capot 40 supporte un arbre central 41 tourillonné dans des paliers 42 et 43. Un disque isolant 45 fixé sur l'arbre 41 supporte l'élément porteur de bobinage 44 conformé en boucle cylindrique. Ce convertisseur est, à titre illustratif, à six pôles matérialisés par six aimants permanents 46 à 51 inclusivement. Un anneau ferromagnétique 52 est fixé à l'autre extrémité des aimants pour servir de culasse. Les aimants sont montés pour engendrer des champs de polarités alternées sur la circonférence au voisinage de l'induit.
Un cylindre ferromagnétique 53 est disposé à l'intérieur de l'induit cylindrique pour réduire l'entrefer et fermer les circuits de flux. Des balais 54, 55 sont approximativement placés à mi-chemin entre les aimants 51 et 46 et entre les aimants 46 et 47 pour l'amenée du courant au con vertisseur. Ces balais sont connectés à des bornes électriques comme usuel. On peut utiliser, si désiré, des paires supplémentaires de balais dans le montage.
En se reportant plus particulièrement aux fig. 6 à 10, on voit que l'élément porteur de bobinage 44 comprend une feuille isolante en forme de cylindre fermé, portant un revêtement conducteur 58, 58a sur ses faces interne et externe. Ce revêtement forme un enroulement dont les spires s'étendent longitudina lement et progressent sur le cylindre.
Pour réaliser un tel élément, on établit en premier lieu deux parties comprenant chacune une feuille iso lante revêtue sur une face par un demi-enroulement ; ces feuilles 60 et 61 sont ensuite mises en forme de cylindre, en les accolant, une face revêtue étant à l'extérieur et l'autre face revêtue, à l'intérieur ; les demi-enroulements sont ainsi séparés par les supports isolants. Il suffit alors pour les fixer ensemble d'ef fectuer les connexions entre extrémités de conduc teurs des demi-enroulements.
Les feuilles 60 et 61 ont de préférence sensible ment la même longueur et les bords des feuilles sont de préférence découpés pour suivre le tracé des con ducteurs. La feuille de la fig. 6 est montrée avec son revêtement conducteur en dessous de l'isolant, les traits isolants en pointillé indiquant ce fait. Les bords de l'isolant dépassent très légèrement les conducteurs extrêmes et les extrémités des conducteurs. Ceci per mettra des légers recouvrements d'isolant lors de la formation du cylindre.
Les feuilles 60 et 61 de la fig. 7 ont les mêmes dessins, c'est-à-dire que le dessin de la feuille 60 apparaît semblable à celui de la feuille 61 lorsqu'on les regarde toutes deux du côté des con ducteurs. Quand on les assemble, l'une sur l'autre pour la formation du cylindre, vue de la fig. 7, les dessins sont retournés relativement l'un par rapport à l'autre.
Les bords des conducteurs forment des languettes qui à l'assemblage sont placées en coïncidence, voir fig. 7. Lorsqu'on les roule ensemble en un cylindre, les languettes 70a et 70b de la fig. 7 viennent en coïncidence et permettent de fermer l'enroulement autour du cylindre. Lorsque la feuille est utilisée pour une machine à six pôles, l'induit a, par exemple, 43 conducteurs sur chaque surface du cylindre.
On a omis sur la fig. 7 les conducteurs des régions cor respondant aux emplacements des aimants 49 et 50 sur le schéma de la fig. 8.
Les feuilles peuvent être roulées ensemble ou séparément, la feuille intérieure étant alors glissée dans le cylindre formé par la feuille extérieure. Fina lement les bords des feuilles viennent en butée, voir fig. 9, et peuvent être réunis par collage ou moyen similaire. Puis les languettes sont réunies par soudure au trempé par exemple, et les feuilles peuvent être réunies en étant collées l'une sur l'autre. Une con nexion conductrice entre languettes 70a et 70b est montrée sur la fig. 10.
On pourrait aussi bien exécuter les intercon nexions par trous métallisés comme dans le cas de la machine des fig. 1 à 3.
Un circuit de courant autour du cylindre est sché matisé sur les fig. 7 et 8. Le courant passe par exem ple du balai 54 le long du conducteur 71 à la lan guette 72, le long du conducteur 73, arrière, à la lan guette 74, le long du conducteur 75 à la languette 76, le long du conducteur 77 à la languette 78 (pas montrée sur la fig. 7), le long du conducteur 79 à la languette 80 (non montrée fig. 7), le long du con ducteur 81 à la languette 82a qui coïncide avec la languette 82b et y est réunie une fois le cylindre fermé. Le courant passe alors le long du conducteur 83 et suit un trajet similaire jusqu'au balai 55.
Comme représenté par les flèches en trait plein et en trait interrompu, le sens de parcours du courant est le même dans les conducteurs superposés de part et d'autre de l'isolant (à l'intérieur et à l'extérieur du cylindre) pour une région donnée de l'élément. Le courant passe dans des directions contraires de sec tion polaire à section polaire. C'est ce qui est sché matisé sur la fig. 8 où l'on voit qu'en raison de l'in version de polarité du champ magnétique de section à section, une force résultante se développe qui force l'induit à tourner.
Ce convertisseur peut être utilisé comme généra teur si l'on entraîne mécaniquement son arbre 41. Il ressort de la description qui précède qu'un tel convertisseur d'énergie électromécanique présente l'avantage de mouvoir un élément de faible inertie, capable de démarrer et de s'arrêter très rapidement. Le déplacement peut être longitudinal ou circulaire. Pour faciliter la ventilation, on peut placer les aimants à l'intérieur du cylindre d'induit.
D'autres montages peuvent se déduire de ceux qui viennent d'être décrits. C'est ainsi que pour réa liser un moteur synchrone à courant alternatif, on établit un inducteur similaire à celui des fig. 4 et 5 et on le fixe par un intercalaire isolant sur la paroi intérieure du capot. On peut utiliser un aimant per manent comme rotor. C'est ainsi encore qu'on peut réaliser un moteur à induction en réalisant un induit imprimé à conducteurs ayant leurs extrémités conductivement reliées soit en forme de cylindre soit en forme de ruban.
Un moteur universel sera obtenu en substituant des électro-aimants aux aimants per manents dans les fig. 4 et 5, les bobinages de ces électro-aimants étant convenablement connectés et enroulés pour leur excitation par le passage du cou rant d'induit.
En se reportant à la fig. 11, la machine à courant continu qui y est représentée comprend un élément mobile constitué par une bande sans fin, ou boucle, 101 formée d'une bande de support isolante et flexi ble 116 sur les deux faces de laquelle ont été appli quées les deux parties 115 et 117 d'un bobinage du type imbriqué, ainsi qu'on le précisera plus loin. Cette bande sans fin est portée par des tambours 102 et 103 et est en partie introduite dans un entrefer en forme de couloir formé entre deux éléments magné tiques constituant l'inducteur de la machine.
Cet inducteur est ici constitué par deux aimants 104 et<B>105,</B> ayant leurs faces polaires de dénomina tions contraires N et S alignées le long du couloir. Ces deux aimants sont montés sur une plaque de base 106 qui peut servir de culasse magnétique si de besoin. Entre eux est indiquée une butée de guidage 114 de la bande 101, butée terminée par exemple par un galet ou une roulette. De l'autre côté de l'entrefer est disposée une plaque magnétique d'arma ture 107 maintenue dans une plaque de support 108. Cette partie de l'inducteur statorique porte trois balais 1<B>1</B>9, 110 et 111.
Ces balais portent directement sur la face 117 du bobinage et leur disposition relative vis-à-vis de ce bobinage sera précisée plus loin. Naturellement ils sont espacés entre eux d'un pas polaire de la machine. Bien que le dessin ne soit pas à l'échelle, on peut noter cependant que dans la disposition de la fig. 11 on suppose le bobinage d'une longueur de six pas polaires complets. Deux pôles seulement étant actifs, en raison de l'inducteur, il s'ensuit que quatre des six sections du bobinage introduisent une résistance inutile en parallèle sur la partie active de l'induit 101.
Le fait de prévoir les balais 109 et 111, encadrant le balai<B>110</B> et interconnectés à la borne 113, l'autre borne 112 étant reliée au balai 110, assure sinon le court-circuitage des sections inactives, tout au moins une réduction importante de leur effet de résistance parasite.
Lorsque, comme montré à la fig. 12, on établit dans la machine un nombre impair de pôles actifs, ici trois par l'addition du pôle 118, le bobinage ayant dans cet exemple une longueur de huit pas polaires complets, il est préférable de disposer, comme indi qué, deux paires de balais 109-111 et 110-119, cha que paire étant reliée à une borne d'alimentation. La dissymétrie magnétique est ainsi compensée par la symétrie de l'alimentation mais naturellement l'effi cacité de la machine est accrue par l'augmentation du nombre de pôles actifs ; ceci est d'autant plus avantageux que le bobinage doit, pour d'autres rai sons, couvrir un nombre de pas polaires élevé.
Au lieu de monter l'induit 101 sur des tambours 102 et 103, on peut tout aussi bien, comme montré à la fig. 13, le guider simplement par des guides 125 et 126 situés aux extrémités du couloir d'entrefer, l'induit 101 portant alors sur les extrémités arron dies ou incurvées 123. et 124 de ces guides.
Sur la fig. 13, on a indiqué de plus que la culasse magnétique 107 de la fig. 11 pouvait, si désiré, être remplacée par des aimants tels que 121 et 122, mon tés sur une plaque 138 en matériau magnétique par exemple. Les faces polaires des aimants 121 et 122 sont de dénominations contraires entre elles et vis à-vis de celles des aimants 104 et 105 situés de l'autre côté de l'entrefer.
Enfin, si nécessaire, on peut établir des conver tisseurs à éléments concentriques, comme indiqué sur la fig. 14, dans laquelle l'élément souple porteur du bobinage est conformé par son application sur un cylindre 127 formant culasse, en matériau magnéti que, cette culasse étant elle-même supportée sur un moyeu 128 à bras radiaux 129.
Le stator de la machine est alors tubulaire et comprend par exemple au moins une paire d'aimants incurvés tels qu'indi qués en 130 et 131 supportés par une pièce incur- vée 132. L'inducteur peut s'étendre sur toute ouver ture angulaire désirée, voire même sur le pourtour complet ; les dispositions de balais peuvent être simi laires à celles décrites. D'autres balais peuvent être prévus dans le convertisseur et seront connectés aux bornes d'alimentation 112 et 113, ce qu'indiquent les flèches associées à ces bornes.
La fig. 15 montre une configuration de bobinage imbriqué que porte la bande 101. Cette configuration est vue sur une face, les traits pleins délimitant les parties conductrices représentant les intervalles d'iso lement relatifs des conducteurs, les parties transver sales 132 des conducteurs du bobinage sur l'une et l'autre faces étant disposées en concordance exacte. Chacune de ces parties transversales 132 est prolon gée par deux parties inclinées (qui peuvent être incur vées si désiré), 133 et 134, pour définir le pas du bobinage. La partie 133 se termine sur un plot 135, la partie 134 sur un plat 136.
On notera que, dans la configuration de la fig. 15, les deux rangées de plots 135 et 136 sont décalées l'une sur l'autre, ce qui implique une dissymétrie entre les deux faces du bobinage. On peut éliminer cette dissymétrie, comme indiqué sur la fig. 16, en modifiant les incli naisons des parties formant têtes de spire 134 (sur la face montrée) et 139 (sur l'autre face), afin de donner plus de commodité à l'arrangement des balais dont il sera parlé à propos de la fig. 19.
Sur le schéma de la fig. 15, on a montré en (137) et (138) les découpes terminales du bobinage, après son impression mais avant son assemblage en forme de boucle. Ces découpes terminales suivent chacune un tracé de demi-spire sur une des faces du bobinage d'où une simplification de la connexion en boucle de ce bobinage :
en effet, on voit qu'en repliant la bande montrée en ramenant les extré mités en coïncidence en les relevant (par rapport au plan du dessin), toutes les soudures d'interconnexions à réaliser se trouvent sur la face exposée de la bande, ce qui simplifie évidemment de façon très appré ciable ces soudures par points, faites seulement entre les extrémités des conducteurs de têtes de bobines indiquées en pointillé sur le schéma.
Chaque face porte donc une suite de demi-spires, et ces demi-spires doivent être interconnectées d'une face à l'autre aux emplacements des plots 135 et 136. Ceci peut être réalisé de diverses manières, voir par exemple les fig. 22 et 23. Une première manière consiste à ne pas introduire d'isolant aux emplace ments des plots, et donc de souder ces plots entre eux d'une face à l'autre du bobinage, fig. 22.
Une autre manière est de conserver l'isolant derrière les plots et d'établir les interconnexions à travers l'iso lant, ce qui est indiqué sur la fig. 23 en 151 et 152, qui désignent de petits rivets tubulaires ou perfora tions préalables de l'isolant, métallisées lors de la formation du bobinage par impression .
Les balais tels que 109 et 110 peuvent porter sur les parties 132 des conducteurs, comme indiqué sur la vue de la fig. 17. Ils sont alors disposés entre les pièces polaires de l'inducteur telles que celles indi quées en 121 et 122 sur ce schéma. On y a indiqué de plus en pointillé les emplacements de galets de guidage 141, 143 qui coopèrent avec des rouleaux 102 et 142 de support du bobinage, ainsi que des galets 144 et 145 qui peuvent être additionnellement prévus pour assurer un guidage plus précis du bobi nage dont les conducteurs ne sont pas figurés pour simplifier le dessin.
Ces galets additionnels coopèrent évidemment, lorsque prévus, avec des galets simi laires situés de l'autre côté du bobinage.
Dans une autre disposition, on établit une paire de balais, telle que celle indiquée en 109 et 149 sur la fig. 19, par emplacement d'alimentation du bobi nage. Ces balais portent alors sur les plots d7extré- mité des parties de conducteurs formant têtes de spires. Les balais de chaque paire sont connectés en parallèle à la borne d'alimentation correspon dante, 113 sur la fig. 19.
L'axe transversal d'une paire de galets coïncide sensiblement alors avec un axe polaire transversal de l'inducteur et cette coïnci dence devient complète lorsqu'on adopte la configu ration de bobinage représentée sur le schéma de la fig. 16. Les balais sont alors décalés transversalement par rapport à l'axe longitudinal de l'inducteur, comme indiqué par la vue de profil de la fig. 18 montrant une partie de l'inducteur de la machine.
Le bobinage peut aussi être du type ondulé-série. C'est ce qui est indiqué sur la fig. 20, en conservant le même pas de bobinage que dans le bobinage imbri qué, ce qui revient simplement à inverser les incli naisons des parties telles que 154 des têtes de spires vis-à-vis des parties telles que 133 de ces têtes. Une variante d'exécution particulièrement avantageuse au point de vue de la simplicité est celle représentée sur la fig. 21. Elle consiste à établir les conducteurs du bobinage en forme de bandes transversales con venablement inclinées pour retrouver le pas désiré de chaque spire.
Ces bandes sont référencées 149 pour une face et par 150 pour l'autre. Avant sa mise en forme de boucle, le bobinage se présente de préférence comme un ruban biseauté à ses deux extré mités, ceci pour n'avoir encore ici à effectuer les soudures d'interconnexions que sur une des faces du bobinage, pour réaliser la boucle désirée.
La fig. 24 donne un exemple d'une machine com prenant un bobinage ondulé-série. Dans cet exemple, il y a quatre pôles. magnétiques actifs en deux paires 104-105 et 164-165, délimitant avec des plaques de culasse magnétiques 107 et 157, respectivement sup portées par des plaques de montage 108 et 158, deux couloirs d'entrefer dans lesquels passe l'élément por teur de bobinage 101.
Le guidage de l'élément por teur de bobinage est assuré par deux jeux d'éléments 159-160-161 et 169-170-171, portés par les plaques 108 et 158, et par des éléments 162 et 172 portés par les éléments intérieurs de l'inducteur. Les tam bours. 102 et 103 complètent ce guidage. Les balais 109, 110, une seule paire pour un bobinage ondulé- série, sont montrés, à simple titre illustratif, montés extérieurement aux entrefers.
En effet, ces balais peu vent, pour l'alimentation du bobinage ondulé-série tout au moins, ne pas porter sur des portions du bobinage intérieures à l'entrefer ; il suffit qu'ils por tent en des emplacements distants d'un pas polaire ou d'un multiple impair de ce pas polaire. L'exemple de la fig. 24 se rapporte au cas d'un bobinage hexa- polaire.
Dans les machines du genre susdécrit, il peut être avantageux d'assurer une compensation de la réaction d'induit, afin d'éliminer de l'entrefer une composante de champ variable avec la charge.
Dans son brevet suisse No 363076 du 12 janvier 1960, la titulaire a proposé à une telle fin de disposer, dans l'entrefer d'une machine à rotor comportant un bobinage im primé , un bobinage fixe identique en tous points à celui du rotor et introduit dans un circuit électrique tel qu'il soit parcouru par le courant même qui cir cule dans le rotor mais en sens inverse de celui qui parcourt ce bobinage du rotor ; cet enroulement de compensation fait face au bobinage du rotor dans l'entrefer.
Dans le cas des machines décrites, ceci demeure vrai mais, comme indiqué sur la fig. 25, il suffit de limiter ici l'étendue longitudinale d'un tel bobinage de compensation à la surface utile de l'in ducteur magnétique statorique de la machine et il n'est pas nécessaire que ce bobinage de compensa tion entoure le bobinage mobile complet. Dans l'exemple de la fig. 25, on a montré quatre des pôles d'un inducteur, 173-121 et 122-l74, d'autres pou vant, si désiré, s'intercaler entre ces deux paires de pôles.
Une plaque de support formant culasse magné tique 138 porte les aimants. De l'autre côté de l'en- trefer se trouve une culasse magnétique 175 portée par une plaque de support 180. Le bobinage de com pensation est indiqué en 178 et s'étend approximati vement d'un plan médian du pôle extrême 173 à un plan médian de l'autre pôle extrême 174 de la machine. Il est bien entendu de configuration iden tique au bobinage 101. Les balais du bobinage 101 sont indiqués en 109 et 110, les bornes du bobinage de compensation en 177 et 179.
Une connexion, indiquée en pointillé en 176 et passant, en pratique, latéralement pour laisser libre le déplacement de l'induit, relie la borne 177 au balai 109. La borne 179 est reliée à l'entrée 113 du courant, le balai 110 à la sortie 112 du courant. Si le bobinage est du type imbriqué, on établit dans le bobinage de compen sation 178 des retours latéraux nécessaires entre les extrémités pour fermer ce bobinage. Si le bobi nage de compensation est ondulé-série, ceci est inu tile. Mais, dans l'un et l'autre cas, il pourra y avoir des prises et des balais intermédiaires sur les bobi nages, selon les dispositions décrites plus haut.
Le convertisseur décrit peut constituer une ma chine à courant alternatif, par simple adjonction de bagues au bobinage 101, dans lesquelles le cou rant alternatif est amené ou desquelles il est prélevé par le moyen de frotteurs montés sur l'inducteur statorique. En considérant le cas d'une machine monophasée à bobinage du type ondulé-série, ceci à simple titre illustratif bien entendu, fig. 26 et 27, on voit qu'au bobinage sont adjointes deux bandes conductrices 181 et<B>189,
</B> formées en même temps que les conduc teurs sur le même support isolant et de part et d'autre de ce support. Sur le bobinage sont établies deux prises 182 et<B>1821</B> qui sont espacées de 1800 élec triques l'une de l'autre. Deux frotteurs 183 et 185, reliés à des bornes 184 et 186 entre lesquelles est appliquée la tension alternative d'alimentation, pour un moteur, ou est prélevée cette tension pour un générateur, selon le cas, portent sur les bandes 181 et<B>189,</B> de préférence en prenant appui sur des emplacements opposés, voir fig. 27.
Sur cette der nière figure, on a indiqué en 187 et 188 une paire d'éléments mécaniques de guidage pour l'autre bord du bobinage, ces éléments n'ayant pas d'action élec trique.
Toujours à titre illustratif, on peut considérer le cas d'une machine triphasée. En ce cas, fig. 28, trois bandes conductrices 190, 191 et<B>192,</B> au moins, sont associées à une face du bobinage considéré ici encore comme du type ondulé-série, ces trois bandes étant formées sur un ruban isolant et étant ensuite reliées aux conducteurs du bobinage lui-même, par exemple de l'une ou de l'autre des façons précisées sur les fig. 29a-29b-29c ou les fig. 30a-30b-30c. Ces figures doivent se considérer comme des sections droites par- tielles aux emplacements repérés,<I>a,
b</I> et c sur la fig. 28. En trois emplacements distants entre eux de 1200 électriques le long du bobinage sont établies, dans l'un et l'autre cas, des prises 196, 197 et 198, prolongeant en ces emplacements les parties termi nales des conducteurs intéressés de la face du bobi nage montrée sur la fig. 28.
Pour réaliser une machine triphasée qui puisse être ensuite mise dans un circuit en étoile ou en triangle par l'utilisateur, il faut donner à ce dernier six connexions de sortie du bobinage. Pour cela, fig. 29a à 29c, un autre jeu de bandes conductrices 193-194-195 est établi de l'autre côté du bobinage en regard du jeu de bandes 190-191-192 visible sur la vue de la fig. 28.
Aux emplacements des prises 196, 197 et<B>198,</B> les conducteurs du bobinage ne sont pas interconnectés de face à face et les conducteurs arrière sont eux aussi établis avec des prises<B>199,</B> 200 et 201, voir les fig. 29a à c. Par contre, les interconnexions suivantes sont réalisées entre bandes conductrices et prises : 202 entre la prise 196 et la bande 190, 203 entre la prise 199 et la bande 195, fig. 29a ; 204 entre la prise<B>197</B> et la bande 191, 205 entre la bande 193 et la prise 200, fig. 29b ; 206 entre la bande 192 et la prise 198, 207 entre la prise 201 et la bande 194, fig. 29c.
Les bagues<B>190,</B> 191 et 192 étant considérées par exemple comme les entrées El, Ez et E3 des trois phases, les bagues 193, 194 et 195 devront alors être considérées comme les sorties Ss, <B>Si</B> et S#, de ces trois phases. En variante, les connexions peuvent être établies pour ne permettre qu'un montage en delta ou trian gle. Elles sont alors simplifiées comme indiqué sur les fig. 30a, 30b et 30c.
Les prises 196 et 200 étant en regard, elles sont réunies en commun par l'inter connexion 268 à la bague 190 ; les prises 197 et 201 étant en regard sont reliées en commun en 269 à la bague 191 ; les prises 198 et 199, en regard, sont réunies en 270 à la bague 192. Les bagues (ou ban des 193, 194 et 195) sont alors inutiles.
L'arrangement des balais, non montrés, est évi dent en soi pour de tels montages triphasés.
On a indiqué que le ruban 101 pouvait être supporté par des tambours ou organes débiteurs. En tous les cas où le déplacement de ce ruban ne doit pouvoir supporter de glissement, on utilisera, fig. 31 et 32, des tambours à picots ou dents, comme indiqué sur la fig. 31 pour les tambours 102, 212 et 103, 213, chaque paire de tambour ayant un axe com mun, 211 pour la paire 102 et 212, 214 pour la paire 103 et 213. Les picots doivent coopérer avec des perforations du ruban 101. Or le support isolant du ruban est trop mince pour supporter mécanique ment un tel entraînement.
C'est pourquoi il est auxi- liairement prévu d'établir, toujours par impression<B> </B> ou procédé similaire, sur une face au moins du ruban, une bande métallisée 208 sur un bord et une bande métallisée 209 sur l'autre bord. Ces bandes présentent des perforations 210 qui traversent égale ment l'isolant mince d'où le renforcement mécanique désiré. Elles n'ont évidemment aucune liaison élec trique proprement dite avec le bobinage, non figuré pour la clarté du dessin.
L'un des axes 211 et 214 peut être pris comme élément de sortie mécanique de la machine mais, comme indiqué, on envisage surtout son utilisation pour l'entraînement de supports d'informations, notamment codées, tels ,que rubans perforés, rubans magnétiques, cartes perforées, films du genre ciné matographique, fiches photographiques, et simi laires.
Une première piste d'entraînement possible de tels éléments est directement fournie par la surface du ruban 101, fig. 31. Si on désire ne pas l'utiliser telle quelle, plusieurs solutions sont possibles: tout d'abord, fig. 32, l'un des tambours de chaque paire, 216 dans la vue partielle montrée, peut être prolongé pour dépasser au-delà du bobinage de la machine, d'où la formation d'une piste d'entraînement 215 extérieure à l'entrefer magnétique.
On a indiqué sur la piste 215 une rangée de perforations ; on pourrait en pré voir une paire, coopérant chacune avec une rangée de picots sur le tambour 216. Les perforations peu vent être renforcées par métallisation ou dépôt diélec trique selon les besoins.
On peut aussi, fig. 33, éta blir la machine double mais avec un support uni taire des deux bobinages mobiles pour former entre eux une piste 236 d'entraînement de supports d7infor- mations. Les pistes de bobinage dans cette machine sont référencées 227 et 237 ; chacune d'elles est montrée avec des métallisations de renfort 228-229 et 238-239 pour l'entraînement à partir des tambours 102, 212 et 235, ce dernier, additionnel, étant intermédiaire et s'étendant par exemple sur la largeur de la piste 236 d'entraînement du support d'informations.
Les deux éléments de machine peu vent avoir des circuits inducteurs matériellement distincts bien qu'identiques comme le sont leurs bobi nages, ou bien ils peuvent avoir au moins en com mun une armature magnétique s'étendant sur la lar geur complète du montage.
Dans des conditions similaires, mais sans néces sité d'entraînement positif, une disposition de piste de support d'informations entre deux bobinages, 247 et 257, est indiquée sur le schéma de la fig. 34. Les trois tambours lisses 252, 262 et 265 sont indiqués sur ce schéma, avec leur axe commun 211, et on a indiqué sur le ruban porte-bobinages et porte-piste deux bandes extrêmes de renforcement de l'isolant, constituées par des métallisations par exemple.
Que l'entraînement du support d'information se fasse par friction ou par action positive, ce support d'information 217 peut, comme dit, passer dans l'en- trefer même, fig. 35, sur laquelle on a indiqué en 218 et 219 les deux parties de l'inducteur statorique enca drant cet entrefer, ou bien, fig. 36, il peut passer sur l'autre surface rectiligne du ruban 101, y étant appli qué par une bande auxiliaire roulant sur des galets 226 et 230.
D'une autre manière encore, fig. 37, le support d'informations 217 peut être pressé entre les deux rubans 231 et 241, respectivement guidés par des paires de rouleaux ou tambours, 232-233 et 242-243, dans un entrefer d'un inducteur statorique double comprenant deux parties 234 et 244 définissant le champ magnétique dans cet entrefer.