Brevet FR2232120A1 — publié le 19741227

La présente invention concerne un nouveau mode de bobinage des induits des machines tournantes. La présente invention trouve une application particulierement avantageuse dans le cas de machines à courant-continu ôtées de plus d'une paire de pôles. On sait que dans ltétat actuel de la technique, on garnit les encoches des induits des machines à courant-continu de deux conducteurs, ou de deux faisceaux de conducteurs, placés l'un au-dessus de l'autre dont un est appelé conducteur d'aller et l'autre conducteur de retour. Lorsque les machines à courant-continu sont destinées à fournir ou absorber des puissances importantes, le courant dans chacun de ces conducteurs est tel que le collecteur voit sa dimension devenir importante et sa réalisation coûteuse. Le mode de bobinage selon l'invention, outre de permettre la réduction de la surface du collecteur d'un facteur égal au nombre de paires de pôles, par rapport aux machines actuelles, présente aussi l'avantage de rendre le bobinage plus aisé grâce à la diminution de la section des conducteurs dans les encoches. Le mode de bobinage selon l'invention est caractérisé par le fractionnement de chaque encoche en autant de conducteurs tsolés qu'il y a de pôles inducteurs, par un nombre d'encoches égal à un multiple entier du nombre de paires de pôles plus ou moins une unité, par une progression d'une encoche à la suivante lorsqu'on parcourt le circuit d'induit, identique à celle que l'on observe pour un enroulesent ondulé série ordinaire à ceci près que l'on descend ou que l'on monte dans les encoches jusqu'à atteindre respectivement le fond ou la périphérie de l'une d'elle avant de passer respectivement à la périphérie ou au fond de la suivante.Dans le cas d'une machine à courant continu, le bobinage selon l'invention. est aussi caractérisé par le fait que les courants induits sont collectés par autant de paires de balais qu'il y a de paires de pôles, ces balais étant interconnectés en deux groupes de telle sorte que deux balais adjacents appartiennent chacun à un groupe aifférent. Le courant total dans chaque groupe est égal au courant d'unie machine série de mêmes caractéristiques électro-magnétiques. Dans ces conditions, le mode de bobinage selon l'invention qui ne présente pas les inconvénients des réalisations antérieures, apporte d'autres avantales non négligeables et notamment - lon ueur, poids et coût des machines à courant-continu diminués - possibilité c'utiliser des collecteurs plats sur des machines de puissance importante - meilleur refroidissement des liaisons entre les encoches grace au fractionnement - possibilité de n'utiliser qu'une partie de l'induit en déconec- tant un ou plusieurs balais de même polarité. La description qui va suivre avec la figure -1- annexée est relative à l'induit d'une machine à courant-continu dotée de deux paires de pôles. Cet induit comporte dix-sept encoches La description se réfère à la coupe axiale schématique de la figure -1-. Le collecteur est supposé être placé vers l'avant, les conducteurs des liaisons arrières sont représentés en pointillés fins ou en traitspoints, ceux des liaisons avant en traits pleins. Les conducteurs en traits épais sont ceux qui servent à l'en- trée de la moitié du courant total par le balai B1 et à ses deux sorties par les balais B2 et B4. Nous allons en effet considérer un fonctionnement en moteur ; nous ne décrirons que le parcours de l'induit par la partie du courant total injectée en B1, la description de l'autre parcours par le courant injecté en B3 étant strictement homologue à une translation près des indices. Les enco ches étant numérotées de 1 à 17 dans le sens direct, nous conviendrons de désigner les conducteurs par le symbole & où i est le numéro d'encoche et j la place dans encoche (j = 1, 2, 3i 4 avec j = 1 pour le conducteur péri sphérique et j = 4 pour le conducteur de fond d'encoche). Un courant allant de l'avant vers l'arrière est symbolisé par une "x" dans la section du conducteur qu'il traverse et un courant allant de l'arrière vers l'avant par un "o". Pour faciliter la description , nous noterons que le conducteur Ci est parcouru par un courant "x", par Ci (x), et idem pour Ci (o). Lorsque nous suivons le chemin effectué par le courant d'une encoche à l'autre, nous écrivons en abrégé r & (x) - > Ck (o) ce qui signifie que le courant passe de 1 en en Ck par une connexion arrière, ou bien v çi (o) (x) qui signifie que le courant passe de Ci en Ck par une connexion avant. Ceci posé, si partant du balai B1 on parcourt l'induit dans le sens direct, le circuit intéressé est le suivant Or C1 est sous le balai B2 qui est relié au pôle négatif de 14 la source (20). On a donc bien un bobinage en série entre B1(+) et qui intéresse un conducteur par encoche. Toujours à partir de parcourons l'induit dans le sens rétrograde Or G est sous le balai B4 qui est relié au pôle négatif de 9 la source (20). On a donc bien un bobinage en série entre B1(+) et Bu(') qui intéresse un conducteur par encoche. La règle générale de bobinage pour une machine à collecteur est donc la suivante - soit p le nombre de paires de pôles, on dispose de 2 kp t 1 encoches ; - on commence par préparer 2 kp f 1 conducteurs suffisamment longs dont on soude les extrémités sur les lames adéquates du collecteur après avoir engagé chaque conducteur au fond d'ureencoche ; - ceci fait on relie par l'arrière dans le sens direct (ou rétrograde), chaque encoche i l'encoche située k encoches plus loin, et on y engage le conducteur intéressé. On a alors câblé deux couches - toujours dans le sens direct (ou rétrograde), mais par l'avant, on relie chaque encoche à l'encoche située k encoches plus loin et on y engage le conducteur intéressé. On a alors câblé trois couches ; - et ainsi de suite jusqu'à la dernière couche que l'on câble par l'arrière à partir de l'avant dernière, avant de souder l'autre extrémité de chaque conducteur sur labié déjå soudée au conducteur de fond d'encoche situé k encoches plus loin dans le sens direct (ou rétrograde). Pour le câblage d'un alternateur monophasé, on procède strictement de la même manière mais, comme pour un alternateur classique, on soude les deux extrémités de chaque bobinage sur deux bagues servant à la collecte du courant. Ainsi, si on considère un alternateur à 2 p paires de pôles, y aura-t-il p soudures sur chaque bague. Quant au câblage d'un alternateur polyphasé, il obéit aux mêmes principes que celui d'un alternateur classique pour la répartition des encoches de chaque phase et aux principes énoncés ci-dessus pour un alternateur monophasé quant au câblage de chaque phase et à la collecte des courants. REVF:NDICATIONS -1- Bobinage des induits des macnines tournantes caractérisé en ce que chaque encoche est occupée par un empilement de conducteurs de sections identiques en nombre égal au nombre de pôles, en ce ,ue le nombre d'encoches est égal à un multiple du nombre de pôles plus ou moins une unité, en ce que les liaisons d'une encoche à la suivante, pour un sens de parcours donné, s'effectuent d'un même côté de l'induit pour toutes celles qui conduisent d'une couche de numéro pair dans l'empilement à une couche de numéro impair et de l'autre côté de l'induit pour toutes celles qui conduisent d'une couche de numéro impair dans l'empilement à une couche de numéro pair, en ce que ces liaisons conduisent d'une encoche à celle située dans le sens de parcours choisi, au nombre d'encoches égal au multiplicateur qui définit le nombre total d'encoches par rapport au nombre de pôles, comme indiqué supra. -2- Bobinage des induits des machines tournantes à collecteur réalisé selon la revendication -1- et caractérisé en ce que le passage de chaque conducteur de fond d'encoche au conducteur périphérique associé par le mode de bobinage décrit dans la revendication -1- s'effectue par l'intermédiaire d'une lame de collecteur, deux conducteurs de fond d'encoche adjacents étant reliés à deux lames de collecteur adjacentes, en ce que le nombre de balais assurant la commutation des courants d'induit est égal au nombre de pôles inducteurs, en ce que ces balais sont répartis à raison d'un par ligne neutre, en ce que deux groupes de balais interconnectés en parallèle sont définis par le fait que deux balais adjacents appartiennent chacun à un groupe différent -3- Bobinage des induits des machines tournantes selon la revendication -1- caractérisé en ce que tous les passages des conducteurs périphériques aux conducteurs de fond d'encoche sont réalisés directement et que le circuit ainsi défini est connecté à deux bagues isolées l'une de l'autre par un nombre de liaisons égal au nombre de pôles, ces liaisons s'effectuant entre les ba-ues et des points du circuit situés entre un conducteur de fond d'encoche et un conducteur périphérique et telles que deux liaisons adjacentes intéressent une même encoche, l'une par son conducteur de înd d'encoche et l'autre par son conducteur périphérique, ces deux liaisons adjacentes menant chacune à une bague différente. -4- Bobinage des induits des machines tournantes selon les revendications -1- et -3- caractérisé en ce que sont définis des groupes d'en cocnes en nombre égal sous chaque pôle pour réaliser plusieurs circuits selon la revendication -3- et obtenir ainsi, grâce à un nombre de bagues égal au nombre de circuits ou au nombre de circuits plus une, une machine alternative polyphasée respectivement en triangle ou en étoile.