Brevet FR2456416A1 — publié le 19801205

L'invention se rapporte aux enroulements pour moteurs électriques à courant alternatif et, plus précisément, aux enroulements triphasés à deux couches à pôles commutables pour moteurs électriques à deux vitesses. L'invention peut être appliquée dans les moteurs électriques triphasés à deux vitesses utilisés en particulier dans les commandes de machines-outils pour usinage par coupe. L'invention peut être également appliquée dans les commandes des mécanismes élévateurs. On connaft un enroulement triphasé à deux couches à piles commutables pour moteur électrique à deux vitesses (v. Proc. IEE. Volume 117, N29, 1970, p. 1782-1792 G.H. Rawcliffe, W. Fong. "Sum" and différence winding with special reference to the désigne of 4/6 pole windings), calculé pour un nombre d'encoches statoriques du moteur électrique multiple de 36 avec un rapport des nombres de pâles 2p1 : 2p2 = 6 : 4 (1) Dans cette expression, et dans toutes celles qui vont suivre p1 et p2 sont les hombres de paires de pôles de l'enroulement pour une vitesse inférieure et une vitesse supérieure, respectivement. Cet enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables avec six bornes est commuté soit d'après le schéma d /yy, soit d'après le schéma Y,YY et comporte des bobines réparties irrégulièrement en 16 groupes de bobines qui forment les phases d'enroulement divisées en demi-phases. Les facteurs de bobinage de l'enroulement décrit logé dans les 36 encoches, le pas d'enroulement étant y=6, sont : Ew3 " 0,664, gw2 w 0,831, Kw N 0,738, où o - Kw3 est le facteur de bobinage en cas de connexion de l'enroulement pour le nombre de pôles 2p1 = 6; - Kw2 est le facteur de bobinage en cas de connexion de l'enroulement pour le nombre de pôles 2p2 = 4; - Kw0 est le facteur de bobinage moyen, L'enroulement a un faible facteur de bobinage et un niveau élevé d'harmoniques supplémentaires des forces magnétisantes à la vitesse de rotation supérieure du moteur et sa fabrication est compliquée. Les moteurs dans lesquels cet enroulement est utilisé, présentent une faible puissance par unité de masse. Un faible facteur de bobinage de l'enroulement décrit à la vitesse supérieure, limite les possibilités d'amélioration des caractéristiques d'utilisation des moteurs dans lesquels cet enroulement est utilisé. L'invention vise à mettre au point, par une répartition rationnelle des bobines en groupes de bobines, un enroulement symétrique à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses qui soit de fabrication aisée, présente des facteurs de bobinage plus élevés aux deux vitesses, soit plus fiable à l'exploitation et permette de construire des moteurs à deux vitesses dont la puissance par unité de masse est plus élevée et dont les caractéristiques d'exploitation sont améliorées. L'invention a donc pour objet un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables, ayant six bornes et comportant des bobines dont le nombre est un multiple de 36, le rapport des nombres de pôles étant 2p : 2p2 = 6: 4, ces bobines étant réparties irrégulièrement en groupes de bobines formant les phases divisées en demi-phases, caractérisé en ce que les bobines sont réparties en quatorze groupes de bobines, le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier, étant déterminé en accord avec la série numérique 4K, 1R, 2K, 2K, 1K, 4K, 4K, 4E, 1K, 2K, 2K, 1K, 4K, 4E, le premier et le quatrième groupes de bobines constituant la première demi-phase d'une première phase, le huitième et le onzième groupes de bobines constituant la seconde demi-phase de la première phase, le dixième et le treizième groupes de bobines formant la première demi-phase d'une deuxième phase, la deuxième demi-phase de cette dernière étant formée par le troisième et le sixième groupes de bobines, la première demiphase de la troisième phase étant formée par le cinquième, le septième et le neuvième groupes de bobines et la deuxième demi-phase de la troisième phase étant formée par le douzième, le quatorzième et le deuxième groupes de bobines, le deuxième, le quatrième, le sixième, le septième, le huitième, le dixième et le douzième groupes de bobines étant connectés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines, K étant un coefficiént égal à z, z étant le nombre d'en 36 coches statoriques. Une telle réalisation de l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour moteur électrique à deux vitesses permet d'équilibrer ledit enroulement, de simplifier la fabrication de celuici, d'obtenir des facteurs de bobinage plus élevés aux deux vitesses et, par conséquent, d'atteindre un facteur de bobinage moyen plus élevé, ce qui assure une augmentation de la puissance par unité de masse du 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 an nexés sur lesquels X - la Fig. 1 représente le schéma développé d'un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables pour un moteur électrique à deux vitesses logé dans 36 encoches du stator, suivant l'invention; - - la Fig. 2 représente le schéma de connexion des groupes de bo- bines de l'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables du moteur électrique, suivant l'invention. La Fig. 1 montre le schéma développé d'un enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables ayant six bornes A4, B4 et C4 sont les bornes de la première, de la deuxième et de la troisième phases pour la vitesse supérieure et A6 h et C6 sont les bornes de la première, de la deuxième et de la troisième phases pour la vitesse inférieure. L'enroulement est logé dans 36 encoches statoriques du moteur électrique à deux vitesses et comporte, respectivement, 36 bobines 1, 2, 3,....,36, le rapport des nombres de pôles étant 2p1:2p2 = 6:4. Lorsque l'alimentation est appliquée aux bornes A6 B6 et C6, l'enroulement est commuté pour entre connecté en triangle ( L ) et fonctionne avec le nombre de pôles 2pl = 6 (vitesse inférieure du moteur). Afin d'obtenir le fonctionnement avec le nombre de pôles 2p2 = 4 (vitesse supérieure du moteur), il faut appliquer l'alimentation aux bornes A4, B4 et C4, les bornes A6, \, C & étant court-circuitées. Dans ce cas l'enroulement est commuté pour titre connecté en double étoile ( y y ). Les bobines 1, 2, 3, ..., 36 sont réparties en quatorze groupes de bobines 101, 102, 103..., 114 (Fig. 2), le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier, étant déterminé selon la série numérique : 4, 1, 2, 2, 1, 4, 4, 4, 1, 2, 2, 1, 4, 4, le premier et le quatrième groupes de bobines 101, 104 formant la première demi-phase d'une première phase et le huitième et le onzième groupes de bobines 108, 111, constituant la deuxième demi-phase de la première phase. Le dixième et le treizième groupes de bobines 110, 113 forment la première demi-phase d'une deuxième phase, tandis que la deuxième demi-phase de cette dernière est formée par le troisième et le sixième groupes de bobines 103, 106.La première demi-phase de la troisième phase est formée par le cinquième, le septième et le neuvième groupes de bobines 105, 107, 109, la deuxième demi-phase de la troisième phase étant formée par le douzième, le quatorzième et le deuxième groupes de bobines 112, 114, 102. Le deuxième, le quatrième, le sixième, le septième, le huitième, le dixième et le douzième groupes de bobines : 102, 104, 106, 107, 108, 110, 112 sont branchés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines 101, 103, 105, 109, 113, 114. Les origines des groupes de bobines sont indiquées par les points sur la Fig. 2. Dans le cas d'enroulement triphasé à deux couches à pôles commutables d'un moteur électrique à deux vitesses, logé dans 36 encoches des Fig. 1 et Fig. 2, les facteurs de bobinage, pour un pas d'enroulement y=7, sont Ew3 = 0,850, Kw2 = 0,781, Ewo = 0,816. L'enroulement suivant l'invention présente des facteurs de bobinage élevés aux deux vitesses, il assure une utilisation plus rationnelle des matériaux actifs des moteurs électriques et permet de créer des moteurs électriques à bonnes caractéristiques d'utilisation et d'augmenter la puissance d'un moteur à deux vitesses par unité de masse. L'utilisation de l'enroulement de l'invention dans des 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, ayant six bornes et comportant des bobines dont le nombre est un multiple de 36, le rapport des nombres de pôles étant 2pl:2p2 = 6:4, lesdites bobines etant réparties d'une manière irrégulière en groupes de bobines formant les phases d'enroulement divisées en demi-phases, caractérisé en ce que les bobines sont réparties en quatorze groupes de bobines, le nombre de bobines dans chaque groupe de bobines, en partant du premier, étant déterminé selon la série numérique : 4K, 1K, 2E, 2E, 1K, 4K, 4K, 4K, 1K, 2K, 2K, IE, 4K, 4K, le premier et le quatrième groupes de bobines formant la première demi-phase d'une première phase, le huitième et le onzième groupes de bobines formant la deuxième demi-phase de la première phase, le dixième et le treizième groupes de bobines formant la première demi-phase d'une deuxième phase la deuxième demi-phase de cette dernière étant formée par le troisième et le sixième groupes de bobines, la première demi-phase de la troisième phase étant formée par le cinquième, le septième et le neuvième groupes de bobines et la deuxième demi-phase de la troisième phase étant formée par le douzième, le quatorzième et le deuxième groupes de bobines, le deuxième, le quatrième, le sixième, le septième, le huitième, le dixième et le douzième groupes de bobines étant connectés en opposition par rapport aux autres groupes de bobines, P1 et P2 étant les nombres de paires de pôles pour les vitesses inférieure et supérieure, respectivement, et K étant un coefficient égal à z , z étant le nombre d'encoches statoriques.