CH102118A - Machine dynamo-électrique. - Google Patents

Machine dynamo-électrique.

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CH102118A
CH102118A CH102118DA CH102118A CH 102118 A CH102118 A CH 102118A CH 102118D A CH102118D A CH 102118DA CH 102118 A CH102118 A CH 102118A
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Brooks Sayers William
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Brooks Sayers William
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    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description


  Machine dynamoélectrique.    Cette invention a pour objet une machine  dynamo-électrique dont l'induit comporte un  noyau monté librement par rapport au bobi  nage, cette machine présentant la particularité  que le bobinage de l'induit comporte des con  ducteurs disposés de façon que leurs parties  actives se croisent mutuellement et se trouvent  sur la surface d'un solide de révolution obtenu  en faisant tourner, autour d'un axe, une  corde attachée par ses extrémités à des bras  radiaux portés par cet axe dans des plans dif  férents.  



  Le dessin ci-annexé représente, à titre  d'exemple, plusieurs formes d'exécution de  l'objet de l'invention.  



  La fig. 1 représente, en élévation, partie  en coupe, l'induit d'une première forme d'exé  cution;  La fig. 2 est une vue schématique repré  sentant un@ autre forme de bobinage dans la  quelle les conducteurs sont enroulés de plus  d'un tour;  La fig. 3 est une coupe de détail représen  tant un conducteur composé avant compres  sion;    La fig. 4 représente le conducteur de la  fig. 3 après compression;  La fig. 5 représente une autre forme de  conducteur composé, à encastrement, établi de  façon que les conducteurs adjacents puissent  se supporter mutuellement;  La fig. 6 représente le groupement d'un  certain nombre de conducteurs analogues à  ceux de la fig. 5;  La fig. 7 représente un groupement de  conducteurs à encastrement d'une forme plus  simple que celle représentée dans les fig. 5  et 6;

    La fig. 8 est une coupe représentant une  autre forme de conducteur comprenant une  série de fils métalliques disposés en toron, ces  fils étant alternativement en cuivre et en fer;  La fig. 9 représente un toron tubulaire de  ce genre en élévation, dont les éléments sont  tordus suivant une hélice;  La     fig.    10 est une coupe suivant la ligne  <B><I>G -H</I></B> de la     fig.    11, représentant le toron tu  bulaire comprimé de façon à présenter une  forme oblongue rectangulaire;      La fig. 11 est la vue en élévation corres  pondante et représente les fils hélicoïdaux en  traits pleins et pointillés;  Les fig. 12, 13 et 14 sont des coupes lon  gitudinales suivant les lignes A-B, C-D et  E -F de la fig. 11;

    La fig. 15 représente en coupe une partie  d'un bobinage d'induit de forme rentrante, à  encastrement;  La fig. 16 représente une autre forme d'in  duit établie suivant l'invention;  La fig. 17 est une vue en bout de la va  riante de la fig. 16 et représente en particu  lier la disposition de vis de serrage;  La fig. 18 représente un induit analogue  à celui de la fig. 16;  La fig. 19 montre, partie en coupe, une  forme de pièce polaire d'inducteur propre à  être utilisée conjointement avec; les induits des  fi-.<B>8</B> et<B>18;</B>  La fig. 2(1 est un développement d'une  forme de bobinage d'induit.  



  En se référant à la fig. 1, l'inducteur de  la machine peut être de la forme ordinaire;  il n'est pas représenté. L'induit de la ma  chine comprend deux éléments mécaniquement  indépendants, à savoir un noyau 1 et un bo  binage 2. Le noyau 1 est fait d'une matière  magnétique, telle que le fer ou d'un acier  approprié capable d'être aimanté d'une façon  permanente. Ce noyau comprend la totalité  ou la majeure partie de la matière magné  tique employée dans l'induit et est monté sur  des roulements à billes 3, 4 de façon à pou  voir tourner librement sur l'arbre tubulaire  5, indépendamment du bobinage 2 lequel est  formé de conducteurs individuels disposés  suivant des lignes hélicoïdales entre les points  de fixation de façon à s'entrecroiser mu  tuellement.

   Les roulements à billes 3, 4 sont  enveloppés par des anneaux 6 en matière  non magnétique, de façon qu'ils soient en  partie isolés magnétiquement du noyau 1.  



  Le bobinage 2 reçoit un mouvement de  rotation de l'arbre 5 et se meut dans l'espace  compris entre la surface périphérique du  noyau 1 et les surfaces des pièces polaires de  l'inducteur, un collecteur approprié 7 étant    prévu à l'une des extrémités du bobinage,  chacune des lames dudit collecteur étant  agencée pour qu'on puisse fixer sur elle l'une  des extrémités de deux des conducteurs fai  sant partie du bobinage 2. Chacun des con  ducteurs de celui-ci est replié sur lui-même  en 8 et la partie repliée est coudée sensible  ment à angle droit par rapport au reste du  conducteur, le coude extrême 8 étant serré  entre une pièce 9 montée sur l'arbre 5 et un  anneau 10 qui est fixé à la. pièce 9 à l'aide  de vis 1.1.

      Suivant la fig. 1, le bobinage 2 épouse  la forme d'un cylindre de révolution obtenu  en faisant tourner, autour d'un axe, une  corde tendue entre les extrémités libres de  bras radiaux portés par cet axe en des en  droits différents.    L'arbre 5 porte. une plaque 12 contre la  quelle s'appliquent des vis de pression 13  montées dans des trous taraudés de la pièce  9. Le rôle des vis 13 est de permettre au  bobinage 2 d'être tiré et mis sous tension, ce  qui lui procure de la rigidité et supprime.  toute tendance du bobinage à l'expansion  vers l'extérieur ainsi. que toute tendance à  venir frapper les pièces polaires de l'induc  teur sous l'action de la force centrifuge lors  que le bobinage tourne.  



  Des balais appropriés du type usuel sont  destinés à coopérer avec, le collecteur 7 de  façon à recueillir l'énergie du bobinage 2, ou  à fournir de l'énergie à celui-ci ainsi qu'il  est bien connu dans la construction des ma  chines     dynamo-électiiques.     



  Chacun des conducteurs formant le bobi  nage est composé de     plusieurs    fils 14 dont  quelques uns ou tous peuvent être en matière  magnétique conductrice combinée avec une  matière de     conductibilité    électrique plus éle  vée et, dans le but d'assembler convenable  ment les conducteurs pour former le bobi  nage, un conducteur composé tel que celui  représenté à la,     fig.    3 est comprimé de façon  à, présenter en section transversale une forme  carrée ou rectangulaire, comme représenté à  la     fig.    4. Au lieu de fil métallique, ou pour-      rait employer du métal en bande pour ob  tenir le même résultat.  



  On peut faire quelques-uns des fils indi  viduels 14 du conducteur composé représenté  à la fig. 8 en fer, ou les faire tous en fer et  les recouvrir d'un dépôt électrolytique de  cuivre. On pourrait aussi employer des ban  des de fer et de cuivre seules. D'une façon  générale, toute disposition consistant à recou  vrir des fils individuels d'un dépôt électroly  tique de cuivre, ou à recouvrir le conducteur  composé ou la bande de fer d'un dépôt élec  trolytique de cuivre, avant ou après compres  sion, peut être adoptée pour donner aux con  ducteurs une résistance mécanique suffisante  et diminuer la réluctance de l'entrefer entre  les faces polaires de l'inducteur et la surface  périphérique du noyau 1.  



  Si l'on se réfère particulièrement à la sec  tion de conducteur composé représentée à la  fig. 5, le conducteur comprend des fils de fer  doux 14 et un élément 16 en cuivre, le tout  entouré d'une gaine externe 17 formée d'une  matière isolante appropriée, les conducteurs  adjacents du bobinage s'encastrant partielle  ment les uns clans les autres de façon qu'ils  se supportent mutuellement pendant la rota  tion.  



  Dans certains cas, il peut être nécessaire  que chaque conducteur du bobinage soit en  roulé de plus d'un tour, par exemple de deux  tours, auquel cas on adopte une disposition  telle que celle représentée à la fig. 2 et, dans  ce cas, on ne relie chaque conducteur à la  lame correspondante du collecteur 7 qu'après  deux tours d'enroulement du conducteur,  comme on le voit en fig. 2, les parties des  conducteurs se trouvant aux extrémités du  bobinage étant supportées par des pièces de  support établies à cet effet.  



  Dans la disposition de la fig. 16, les con  ducteurs du bobinage du genre de ceux re  présentés à la fig. 14, sont entrelacés à la  façon d'un ouvrage en vannerie, mais lorsque  1a. section des conducteurs est celle représen  tée à la fig. 5, les conducteurs adjacents sont  encastrés partiellement les uns dans les autres  comme représenté à la fig. 6.    Pour réduire au minimum les efforts lo  caux qui s'exercent dans le bobinage 2 et  éviter les inconvénients résultant de l'emploi  de fils de frettage, ou réduire le nombre de  ces fils, ou permettre, comme variante, d'em  ployer une forme plus simple de conducteur .

    composé, le bobinage 2 peut être disposé de  façon à épouser sensiblement la surface d'un  solide (le révolution ventru obtenu en faisant  tourner une corde lâche autour d'un. axe por  tant des bras radiaux angulairement dépla  cés, aux extrémités desquels seraient assujet  ties les extrémités de la corde, de façon que,  la longueur (le celle-ci dépassant la distance  entre ces bras, on obtienne un induit de forme  ventrue du genre de ceux représentés dans les  fig. 16 et 18, clans lesquels les conducteurs  du bobinage 2 s'entrecroisent mutuellement.  



  Dans les exemples des fig. 16 et 18, on  prévoit deux collecteurs 7 sur chaque lame  desquels sont fixés deux conducteurs. Dans  une     construction    de ce genre, le bobinage 2  est     établi    de façon à épouser la surface péri  phérique du noyau 1, des frettes en fil mé  tallique 18 étant prévues pour maintenir les  couches de conducteurs externes. Les collec  teurs 7 sont montés sur deux organes 19 pré  vus un à chaque extrémité de l'induit, cha  cun de ces organes portant les vis de serrage  18 dont les extrémités s'appliquent contre une  plaque 12 fixée sur (arbre 5.  



  Lorsqu'on prévoit un noyau 1 et un bo  binage 2 du genre représenté aux     fïg.    16 et  18, il est indiqué de modifier la surface ac  tive des pièces polaires de l'inducteur de  façon à leur permettre de coopérer     effective-          ment    avec la, surface active entière de l'in  duit, et à placer le noyau 1     magnétiquement     en équilibre par rapport à ces pièces. Une  forme d'inducteur de ce genre est schéma  tiquement représentée à la     fig.    19 montrant  en 20 l'une des pièces polaires- de l'induc  teur.  



  Pour maintenir le bobinage 2 en position  par rapport aux lames des collecteurs 7, on  a disposé des     frettes    en fil métallique 21.  Quoique deux collecteurs aient été représen  tés dans les     fig.    16 et 18, il est évident qu'on      peut ne prévoir qu'un seul collecteur, auquel.  cas les éléments composés du bobinage 2 peu  vent être repliés sur eux-mêmes, coudés et  maintenus en position comme représenté à la,  fig. 1.  



  Grâce à. la disposition du noyau monté  fou 1, les pertes dues aux courants de Fou  cault et à. l'hystérésis sont considérablement  diminuées et le rendement de la machine aug  mente d'une façon proportionnelle.  



  Dans les fig. 1-6 et 18, on n'a représenté  aucun dispositif particulier à balais, étant  donné que l'une quelconque des formes con  nues ou usuelles peut être employée.  



  Dans la description qui précède il n'a été  question jusqu'ici que de bobinage à conduc  teurs entrecroisés 2, mais, dans certains cas,  il peut être désirable de supporter le bobinage  dans ou sur des cages ou cadres en matière  magnétique ou partiellement magnétique, au  quel cas les cages ou cadres pourraient être  disposés de façon à diminuer la réluctance  Magnétique de l'entrefer entre les faces po  laires de l'inducteur et la surface périphéri  que du noyau de l'induit et à assurer la ré  sistance mécanique nécessaire sans avoir re  cours à des conducteurs contenant une matière  magnétique, quoique, si.

   la, cage ou cadre ne  contient pas une quantité suffisante de ma  tière magnétique ou partiellement magnéti  que, il peut être désirable d'augmenter la  proportion en matière de ce genre en intro  duisant une certaine quantité de matière ma  gnétique clans les conducteurs composés.  



  Dans certains cas, les cages ou cadres peu  vent être entièrement formés de matière non  magnétique, auquel cas, si l'on désire dimi  nuer la réluctance de l'entrefer entre les faces  polaires de l'inducteur et la surface périphé  rique du noyau 1 (le l'induit, il est nécessaire  d'employer des conducteurs composés con  tenant une proportion appropriée de matière  magnétique.  



  On a représenté dans les fig. 8 à 15 des  variantes de forme de conducteur qui ont la  propriété de conduire le flux magnétique  transversalement en plus de son rôle consis-    tant à conduire le courant électrique longi  tudinalement.  



  Comme on le voit à la fig. 8, des fils de  cuivre a et des fils de fer b (,ces derniers pos  sédant une bonne perméabilité et un faible  coefficient d'hystérésis et étant     préférable-          ment    étamés pour éviter qu'ils se rouillent)  sont disposés côte à côte et d'une manière  alternée sous la. forme d'un trou tubulaire de  la façon dont sont disposés les fils clans la  couche externe d'un câble et, dans certains  as, la disposition peut être modifiée en pla  çant deux ou plus de deux fils de cuivre ou  (le fer adjacents les uns aux autres, ainsi  qu'en faisant: varier le nombre total de fils  que renferment une ou plusieurs couches an  nulaires.

   Les tubes ainsi établis forment,  lorsqu'ils sont aplatis par compression, une  barre ou bande plate composée de fils incli  nés dans des sens opposés sur les faces oppo  sées de la bande, comme représenté dans les  fig. 8 et 9 qui sont respectivement une coupe  transversale et une vue de côté représentant  une disposition (le ce genre. Les élément  ainsi établis sont légèrement recourbés au  moment ou avant de les assembler comme re  présenté à la fig. 15. Ces conducteurs sont  posés de champ sur l'induit et sont     préfé-          rablement    placés hélicoïdalement les uns con  tre les autres de façon que des parties con  vexes soient encastrées clans des parties  creuses comme représenté à la fig. 15.

      Les fils de fer b se touchent les uns les  autres aux endroits où ils se croisent, de sorte  que le flux magnétique peut passer d'un fil  à l'autre dans le sens transversal, ou conti  nuer à passer le long du même fil d'un bord  à l'autre de la bande ou barre (fi-. 12, 13  et 14). L'application de ces fils de fer de  façon qu'i.ls jouent le double rôle de conduire  le flux magnétique transversalement et à la  fois de conduire le courant électrique     lonbi-          t;udinalement    constitue une utilisation inten  sifiée du métal permettant de diminuer les  pertes en     RT    qui se produisent dans l'induit.  



       La,        perméabilité        ma,nétique    ainsi donnée       aux    conducteurs supprime la, nécessité de mu-      nir le noyau de l'induit de saillies en fer  pour compléter le circuit magnétique.  



  Les conducteurs de bobinage établis sui  vant la fig. 15 reçoivent une hauteur impor  tante et effective qui les renforce mécanique  ment et permet de former une construction  cylindrique rigide et stable, n'exigeant pas  de frettes. Les conducteurs n'ont pas une  forme rigoureusement plate, mais sont légère  ment concaves de sorte que lorsqu'ils sont  disposés hélicoïdalement pour former un en  roulement hélicoïdal, et comme ces conduc  teurs possèdent, conjointement avec leur gaine  isolante, l'épaisseur voulue pour établir le  diamètre désiré lorsqu'ils sont inclinés sui  vant l'angle de l'hélice par rapport à l'axe,  ils forment, lorsqu'ils sont montés ou fixés  par leurs extrémités, un bobinage de struc  ture robuste et satisfaisante. Une partie d'un  bobinage de ce genre est représentée en coupe  à la fig. 7.  



  Dans la fig. 20 représentant un bobinage 2  à conducteurs entrelacés, les conducteurs sont  reliés à, deux collecteurs sur lesquels s'appli  quent des balais 22 destinés à recueillir ou  fournir du courant d'une manière bien con  nue, les pièces polaires 20 de l'inducteur  étant indiquées en traits mixtes. Ces pièces  polaires peuvent recevoir une forme carrée  ou polygonale avec les angles arrondis au  lieu de recevoir la forme allongée avec des  extrémités courbes, comme représenté.  



  Quoique, dans les exemples représentés,  le noyau 1 soit monté fou sur des roulements  à. billes 3 et 4, on peut évidemment utiliser  dans'le même but des roulements à rouleaux  ou autres systèmes de supports.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Machine dynamoélectrique dont l'induit comporte un noyau monté librement par rap port au bobinage, cette machine étant carac térisée en ce que le bobinage de l'induit com porte des conducteurs disposés de façon que leurs parties actives se croisent mutuellement et se trouvent sur la surface d'un solide de révolution obtenu en faisant tourner, autour d'un axe, une corde attachée par ses extrémi tés à des bras radiaux portés par cet axe dans des plans différents.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Machine dynamoélectrique suivant la re vendication, caractérisée en ce que l'induit présente une forme générale ventrue et que les faces polaires de l'inducteur sont dis posées de telle façon qu'on obtient un espace d'air dont la largeur est sensiblement constante et dont la configuration est agen cée pour permettre le mouvement libre du bobinage dans cet espace. 2 Machine dynamoélectrique suivant la re vendication, caractérisée en ce que les con ducteurs adjacents du bobinage de l'induit sont conformés de façon à s'encastrer les uns dans les autres pour qu'ils se suppor tent mutuellement pendant la rotation. 3 Machine dynamoélectrique suivant la re vendication, caractérisée en ce que le bobi nage de l'induit entoure une masse de ma tière aimantée d'une façon permanente cons tituant le noyau monté -librement.
    4 Machine dynamo-élettrique suivant la re vendication, caractérisée en ce que les con ducteurs du bobinage de l'induit sont for més d'éléments juxtaposés de fer et de cuivre. 5 Machine dynamoélectrique suivant la -re- vendication, caractérisée par des moyens prévus pour mettre les conducteurs du bo binage de l'induit sous tension et pour maintenir ces conducteurs en place pendant le fonctionnement.
    6 Machine dynamoélectrique suivant la re vendication, caractérisée en ce .qu'une cage en matière magnétique est prévue pour sup porter les conducteurs du bobinage de l'in duit et les maintenir en place pendant le fonctionnement.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2481856A1 (fr) * 1980-05-05 1981-11-06 Neiman Leonid Procede de fabrication d'un bobinage a couches multiples pour un induit sans encoches de machine electrique
WO1998059411A1 (fr) * 1997-06-23 1998-12-30 Szentesi Janos Moteur spherique courant continu a rotor en cage

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FR2481856A1 (fr) * 1980-05-05 1981-11-06 Neiman Leonid Procede de fabrication d'un bobinage a couches multiples pour un induit sans encoches de machine electrique
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