Bobïnage pour machine électrique tournante à entrefer axial La présente invention a pour objet un bobinage pour machine électrique tournante à entrefer axial qui permet à la fois de réduire l'entrefer et d'obtenir le rendement électrique optimum du bobinage. De plus, l'invention concerne un procédé de fabrication de ce bobinage.
Le bobinage selon l'invention est caractérisé par le fait que ses conducteurs ont une forme lamellaire de très petite dimension parallèlement à l'axe de rotation de la machine mais de largeur relativement grande perpendiculairement à cet axe, au moins une fente étroite étant ménagée sur une partie au moins de la longueur de chaque conducteur lamellaire lequel se trouve ainsi divisé en au moins deux élé ments également plats mais de moindres largeurs.
Le procédé de fabrication suivant l'invention est caractérisé en ce que les fentes pratiquées dans les conducteurs lamellaires sont réalisées en même temps et par les mêmes moyens que les intervalles de sépa ration isolant l'un de l'autre les conducteurs adja cents du bobinage.
Plusieurs formes d'exécution du bobinage selon l'invention et des mises en aeuvre du procédé de fabrication de ce bobinage sont exposées, à titre d'exemple, dans la description qui va suivre, en regard des dessins annexés.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une machine tournante comprenant un bobinage selon une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 2 est une demi-vue en élévation de l'in duit, sur laquelle on a représenté seulement une spire du bobinage.
La fig. 3 est une vue partielle agrandie de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue analogue à la fig. 2 mais montre une variante de subdivision des conducteurs. La fig. 5 est un schéma en coupe axiale d'une autre' machine tournante comprenant un bobinage selon une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 6 montre en élévation une vue partielle d'un bobinage à pôles localisés.
La fig. 7 montre en élévation et la fig. 8 en plan, une seule spire d'un bobinage constituant une autre forme d'exécution de l'invention, dans laquelle chaque conducteur comporte une seule fente.
La machine tournante représentée à la fig. 1 comporte un inducteur constitué par un aimant per manent 1 ayant la forme d'un anneau engendré par révolution d'un rectangle <I>a, b, c, d</I> autour de l'axe x-x. Cet aimant est fixé sur une plaque de support 8 en fer, pouvant servir ou non de culasse de ferme ture du flux magnétique de l'inducteur. Un induit lamellaire 2, en forme de disque mince, monté sur un arbre 3, par l'intermédiaire d'une pièce 4, clavetée en 5 sur ce dernier, tourne dans le champ inducteur.
L'arbre 3 tourne dans un manchon 6 du type auto- lubrifiant, serti dans une bague 7 fixée à la pla que 8.
L'entrefer plan régnant entre le disque et l'aimant est réglé à la valeur voulue au moyen d'une ron delle 9 maintenue par un écrou 10 fixé à l'extrémité filetée de l'arbre 3, dont la position relative se trouve ainsi déterminée. Deux porte-balais 11 sont fixés sur la plaque 8 et les balais lla frottent sur des parties des conducteurs du bobinage porté par le disque-induit 2.
Les détails essentiels du bobinage d'induit sont montrés par la fig. 2, sur laquelle on a représenté une seule spire du bobinage, comprenant, d'une part, sur une face de l'induit: une partie plate radiale 15 dessinée en trait plein et des têtes de spire 16 et 17 dont la forme générale est en développante de cercle et qui sont également dessinées en trait plein; d'autre part, sur l'autre face de l'induit: une partie plate radiale 15 figurée en pointillé et des têtes de spire 16 et 17 également en pointillé.
Les têtes de spire 16 et 17 servent à réaliser, par des moyens connus, les connexions entre les parties radiales 15 situées sur une face du disque et les parties radiales 15 situées sur l'autre face. Les balais Ma frottent sur les parties 17 des conducteurs.
Les conducteurs d'un tel bobinage, réalisés par impression, gravure, dépôt électrolytique ou autres procédés analogues, ont une très faible épaisseur, favorable à la réduction de l'entrefer et, par suite, une largeur assez importante (la fig. 3 montre la largeur l de la partie radiale 15 d'un même con ducteur). Ils sont subdivisés par une fente étroite 18, en deux éléments parallèles. Sur les fig. 2 et 3, cette fente s'étend sur toute la longueur de chaque partie radiale 15 qu'elle subdivise en deux parties 15a.
Elle ne s'étend pas aux têtes de spires 17, en raison de leur faible largeur et s'arrête donc de ce côté en e. Elle ne s'étend que partiellement aux têtes 16, étant arrêtée en f. Ces points d'arrêt sont déterminés en tenant compte du caractère négligeable des courants de Foucault dans les parties à plus faible largeur des conducteurs. Inversement d'ailleurs, le nombre des fentes peut être multiplié si la largeur des con ducteurs le permet.
Les conducteurs lamellaires réalisés étant très minces, les fentes peuvent être pratiquées par pas sage d'une pointe ou d'une arête aiguë le long d'une parallèle à la ligne médiane des conducteurs, ou par tout autre moyen au cours de la réalisation du bobinage.
La fig. 4 montre une variante dans laquelle les fentes 18 sont prolongées à travers l'élément de con nexion 20, de manière à obtenir deux éléments de connexion 20a et 20b reliant respectivement chaque moitié de conducteur d'une face à chaque moitié correspondante de conducteur de l'autre face.
Dans ces conditions, entre les points extrêmes 19a et 19b des fentes, on a un conducteur divisé en deux parties égales ; les tensions induites par les courants de Foucault, en 19a et 19b, sont alors en opposition et les pertes sont très sensiblement rédui tes. On peut encore dire que la spire étroite (dont la largeur libre est la largeur de la coupure très petite pratiquée) est soumise par l'inducteur à un flux magnétique total nul.
La machine représentée à la fig. 5 comprend un aimant annulaire 1 tournant autour d'un arbre 3 et envoyant son flux à travers un induit constitué par deux parties lamellaires 2, fixées à deux anneaux 13 en matière magnétique douce, chacun de ces anneaux étant fixé à une plaque 14.
Le détail de l'une des parties lamellaires 2 de l'induit est donné à la fig. 6, sur laquelle on a repré senté quelques spires 21 d'un bobinage localisé de l'un des pôles P d'un alternateur à six pôles. Pour mieux le faire ressortir, la fente 22 a été représentée en traits discontinus, alors qu'elle aurait dû normalement être figurée en trait plein.
Comme on l'a dit, on pourrait subdiviser les con ducteurs en plus de deux parties à l'aide de deux ou plusieurs fentes parallèles, si les conditions l'exigent.
Il peut aussi être avantageux de pratiquer la subdivision ininterrompue des conducteurs, la ou les fentes passant du bobinage d'un pôle au bobinage du pôle adjacent.
Les fig. 7 et 8 se rapportent à une variante de la forme d'exécution selon la fig. 4.
Cette variante est caractérisée en ce que les fentes subdivisant chacun des conducteurs en élé ments de moindre largeur sont prolongées jusqu'à l'emplacement de la jonction de deux conducteurs, chaque élément d'un des conducteurs étant ainsi associé par une connexion individuelle à un élément de l'autre conducteur de manière à mettre en oppo sition les courants de Foucault qui seraient suscepti bles de se développer dans chacun des conducteurs.
Selon les fig. 7 et 8, la spire est constituée par une partie active d'aller 15, une partie active de retour 15' et une tête de spire 16 qui les relie à une de leurs extrémités. La partie d'aller 15 est supposée être solidaire d'une face d'un support discoïdal mince tandis que la partie de retour 15' est solidaire de l'autre face de ce support. Corréla tivement, la tête de spire 16 comporte une partie 16a sur une face, une partie 16b sur l'autre face et une partie <B>16e</B> qui les relie d'une face à l'autre du sup port.
La fig. 8, qui est la vue en plan de la spire de la fig. 7, montre clairement les trois parties de cette tête de spire 16.
Chacune des parties actives 15 et 15' et la tête de spire 16 sont fendues au milieu de leur largeur, sur toute leur épaisseur et sur toute leur longueur. Les moitiés<I>m</I> et<I>n</I> de la partie 15 prolongées par les moitiés correspondantes de la demi-tête de spire 16a forment une spire étroite ouverte à l'extrémité A de la demi-tête de spire 16a.
De même, les moitiés ni et<I>n'</I> de la partie 15' prolongées par celles de la demi-tête de spire 16b forment une spire étroite ouverte en A', extrémité de la demi-tête de spire 16b sur l'autre face du support.
Le sens de parcours des courants de Foucault qui pourraient se développer dans les parties actives 15 et 15 'placées à chaque instant dans des champs de signes contraires est indiqué par les flèches, en trait plein pour la partie active d'aller, en trait interrompu pour la partie active de retour, le sens de ces flèches étant celui correspondant à un instant quelconque.
Les deux spires étroites ouvertes précitées doi vent être mises en opposition. Ceci s'obtient en reliant, comme la fig. 7 l'indique, la moitié m de la partie active 15 à la moitié n' de la partie active 15' et la moitié<I>n</I> de la partie active 15 à la moitié<I>m</I> de la partie active 15'. De cette manière, il y a mise en opposition des tensions induites par effet Fou- cault dans la spire étroite unique formée par les moitiés des parties actives 15 et 15' mises en série respectivement par les moitiés de la tête de spire 16.
Les seuls courants de Foucault qui peuvent encore être produits dans les parties actives 15 et 15' ne peuvent qu'être localisés dans chaque moitié<I>m, n,</I> <I>m', n'</I> de ces parties actives. La section de passage qui leur est offerte est réduite par suite de la sub division de ces parties actives, et les pertes corres pondantes le sont dans la même mesure.