Brevet FR2454719A1 — publié le 19801114

La présente invention se rapporte aux schémas d'enroulement des moteurs électriques à courant alternatif; plus précisément, elle concerne les enroulements triphasés à deux couches à pales commutables pour moteurs électriques à deux vitesses. L'invention peut être utilisée dans les moteurs électriques triphasés à deux vitesses employés pour la commande des machines-outils pour usinage par coupe, en particulier. On connait un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses (v. certificat d'auteur de L'URUS NO 399.969). Cet enroulement peut être utilisé pour desmoteurs électriques dont le nombre d'encoches statoriques est de 54, le rapport des nombres de pales étant: 2p1 : 2p2 = 8 : 6 (1) où P1 et P2 sont les nombres de paires de pales de l'enroulement pour les vitesses de rotation inférieure et supérieure, respectivement. Cet enroulement triphasé à deux couches à pales commutables avec six bornes est commuté soit d'après le schéma fl / yy soit d'après le schéma Y /YY . Les bobines de cet enroulement sont irrégulièrement réparties en 28 groupes de bobines qui forment les phases d'enroulement, ces dernières etant divisées en demiphases. Le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier, est déterminé en accord avec la série numérique: 2, 2, 1, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 2, 2 , 3. Les coefficients de bobinage de cet enroulement dont le pas d'enroulement y est égal à 8, sont: K = 0,915; K = 0,63; K = 0,772; w4 w3 wo où K est le coefficient de bobinage dans le cas du couplage de l'enroulement pour le nombre de pôles 2p1= 8, K est le coefficient de bobinage dans le cas du couplage de w3 l'enroulement pour le nombre de pôles 2p2= 6, Kwo est le coefficient de bobinage moyen, A la vitesse de rotation supérieure du moteur, l'enroulement présente un faible coefficient de bobinage et le niveau des harmoniques supplémentaires des forces d'aimantation est élevé, ce qui nuit aux caractéristiques mécaniques du moteur électrique. Par ailleurs, un moteur dans lequel cet enroulement est utilisé, présente des indices technico-économiques un rendement et un facteur de puissance (cors7) peu favorables. L'enroulement est assez difficile à fabriquer à cause du nombre considérable de groupes de bobines. Enfin, les particularités mentionnées de cet enroulement rendent plus difficile son utilisation dans les moteurs électriques. L'invention vise à fournir un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour un moteur électrique à deux vitesses, enroulement dont les bobines sont réparties en groupes de manière à assurer des coefficients de bobinage élevés pour les deux vitesses de rotation. L'invention a donc pour objet un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables ayant six bornes dont les bobines sont au nombre de 54 et dont le rapport des nombres de pôles est 2pl : 2p2 = 8 : 6, caractérisé en ce que les bobines sont réparties en dix-huit groupes de bobines, le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier, étant déterminé en accord avec la série numérique: 4, 5, l, 1, 1, 4, 4, 4 3, 4, 5, 1, 1, 1, 4, 4, 4, 3,le premier, le quatrième et le dixseptième groupes de bobines étant branchés à la première demi-phase de la première phase, la huitième, la dixième et le treizième groupes de bobines étant connectés à la deuxième demi-phase de la premième phase, le onzième et le quinzième groupes de bobines étant branchés à la première demi-phase de la deuxième phase dont la deuxième demi-phase est formée par le deuxième et le sixième groupes de bobines,la première demi-phase de la troisième phase étant formée par le troisième, le cinquième, le septième et le neuviéme groupes de bobines, tandis que la deuxième demi-phase de la troisième phase est formée par le douzième, le quatorzième, le seizième et le dix-huitième groupes de bobines, le quatrième, le sixième, le septième, le huitième, le treizième, le quinzième, le seizième et le dix-septième groupes de bobines étant connectés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines, pl et p2 étant les nombres de paires de pôles de l'enroulement pour les vitesses de rotation inférieure et supérieure, respectivement. Grace à ces caractéristiques on peut, dans un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses, diminuer le nombre de groupes de bobines jusqu' à 18 ce qui en simplifie la fabrication et, par conséquent, la technique de fabrication des moteurs électriques à deux vitesses et réduit le coût de cet enroulement. Celui-ci présente en outre un coefficient de bobinage moyen plus élevé en comparaison avec l'enroulement connu ce qui assure un accroissement de puissance par unité de masse d'un moteur électrique à deux vitesses. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement- à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. l représente un schéma développé de l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses, réparti en 54 encoches statoriques, suivant l'invention; - la Fig. 2 représente un schéma de connexion des groupes de bobines de l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour un moteur électrique, suivant l'invention. La Fig. l montre le schéma développé de l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables ayantsix bornes. 6Cl, 6C2 et 6C3 sont les bornes de la première, de la deuxième et de la troisième phases pour la vitesse de rotation supérieure, le nombre de pôles étant de 6 et 8C1, 8C2 et 8C3 sont les bornes de la première, de la deuxième et de la troisième phases pour la vitesse de rotation inférieure, le nombre de pôles étant de 8. L'enroulement est bobiné dans les 54 encoches statoriques d'un moteur électrique à deux vitesses et comporte, respectivement, 54 bobines 1, 2, 3...., 54, le rapport des nombres de pôles étant 2pl : 2p2 = 8 : 6. Les bornes 8C1, 8C et 8C3 étant alimentees, l'enroule- 2 8C3 ment est commuté en triangle ( 8 ) et fonctionne avec un nombre de pôles 2pl = 8 (vitesse de rotation inférieure du moteur). Dans le cas du fonctionnement avec le nombre de pôles 2p2 = 6(vitesse de rotation supérieure du moteur), il faut connecter l'alimentation aux bornes 6C1, 6C2 et 6C3, les bornes 8C1, 8C2 et 8C3 étant courcircuitées. Dans ce cas l'enroulement est commuté d'après le schéma en double étoile (yY). Les bobines 1, 2, 3, ..., 54 sont réparties en 18 groupes de bobines 101, 102, 103,...., 118 (Fig. 2), le nombre de bobines 1, 2, 3,..., 54 dans chaque groupe de bobines 101, 102, 103,..., 118 en partant du premier étant déterminé en accord avec la série numérique : 4, 5, 1, 1, 1, 4, 4, 4, 3, 4, 5, 1, 1, 1, 4, 4, 4, 3, les groupes de bobines 117, 101 et 104 étant branchés à la première demi-phase de la première phase de l'enroulement, les groupes de bobines 108, 110 et 113 étant connectés à la deuxième demi-phase de la première phase et les groupes de bobines 111, 115 étant branchés à la première demi-phase de la deuxième phase dont la deuxième demi-phase est formée par les groupes de bobines 102, 106.La pre mière demi-phase de la troisième phase est formée par les groupes de bobines 103, 105,107 et 109, tandis que la deuxième demi-phase de la troisième phase est formée par les groupes de bobines 112, 114, 116 et 118. Les groupes de bobines 104, 106, 107, 108, 113, 115, 116, 117 sont branchés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines. Les origines des groupes de bobines sont indiquées par les points sur la Fig. 2. Lorsque l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses est placé dans les 54 encoches, les coefficients de bobinage pour un pas d'enroulement y = 7 sont K = 0,839, Kw = 0,818, K = 0,828 w4 3 w0 L'enroulement suivant l'invention présente des coefficients de bobinage éievésopour les deux vitesses de rotation, assure une utilisation plus rationnelle des matériaux actifs des moteurs électriques, permet de créer des moteurs électriques présentant de bonnes caractéristiques d'exploitation et donne la possibilité d'augmenter la puissance par unité de masse d'un moteur à deux vitesses. L'utilisation de cet enroulement dans les moteurs à deux vitesses simplifie considérablement la technologie de fabrication de ces moteurs et réduit leur coût. REVENDICATION Enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables qui présente six bornes et comporte 54 bobines et dont le rapport des nombres de pôles est 2p1 : 2p2 = 8 : 6, caractérisé en ce que les bobines sont réparties en dix-huit groupes, le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier étant déterminé en accord avec la série numérique: 4, 5, 1, 1, 1, 4, 4, 4, 3, 4, 5, 1, 1, 1, 4, 4, 4, 3, le premier, le quatrième et le dix-septième groupes de bobines étant branchés à la première demi-phase de la première phase, le huitième, le dixième et le treizième groupes de bobines étant connectés à la deuxième demi-phase de la première phase, le onzième et le quinzième groupes de bobines étant branchés à la première demi-phase de la deuxième phase dont la deuxième demi-phase est formée par le deuxième et le sixième groupes de bobines, la première et la deuxième demi-phase de la troisième. phase étant formées par le troisième, le cinquième, le septième, le neuvième et le douzième, le quatorzième, le seizième et le dix-huitième groupes de bobines respectivement, le quatrième, le sixième, le septième, le huitième, le treizième, le quinzième, le seizième et le dix-septième groupes de bobines étant connectés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines, p1, p2 étant lesnombres de paires de pôles de l'enroulement pour les vitesses de rotation inférieure et supérieure respectivement.