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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite : N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN.
Machine électrique tétrapolaire.
Demande de brevet hollandais en sa faveur du 20 Décembre 1943.
L'invention concerne une machine électriqu.e tétrapolaire de faible puissance (jusqu'à 20 watts environ), munie d'un stator dont le circuit magnétique est constitué par des tôles identiques, en une seule pièce; un rotor tourne entre les pôles, de section constante, garnis de bobines à même section de cuivre par exemple, Ces machines de faible puissance présentent comparativement aux machines de plus grande puissance, une particularité: les bobines requièrent une plus grande quantité de cuivre, car l'entrefer compris entre le stator et le rotor, et que des raisons de fabrication empêchent de modifier proportionnellement à la puissance de la machine, requiert un grand nombre d'ampèretours.
De telles machines, à circuit statorique constitué par des tôles carrées sont connues ; ellesprésentent un double avantage: la fabrication et l'assemblage des tôles sont très simples et les bobines à glisser sur les noyaux peuvent être constituées par des galettes.
L'invention fournit une machine du type spécifié dans laquelle la place disponible pour les bobines du stator est mieux utilisée que dans les machines connues; en d'autres termes, l'invention permet d'augmenter le facteur de remplissage de l'espace disponible pour les bobines. Dans les formes de construction spécifiées, ce facteur n'est pas aussi grand que possible car entre les angles du circuit magnétique et les parties extérieures des bobines subsistent des espaces non occupés.
L'invention est basée sur l'idée qu'on peut réduire cet espace mort en adaptant la forme et les dimensions des bobines à la forme et aux dimensions des pièces polaires.
A cet effet, la machine conforme à l'invention comporte un circuit statorique, de forme rectangula.ire connue, dont l'un des jeux de pièces polaires est plus long que l'autre. Combiné et adapté à ceci, le rapport de la hauteur à la largeur de l'un des jeux de bobines, (largeur qui est mesurée parallèlement à la section transversale des pièces polaires dans un plan parallèle à la surface des tôles du stator) est suffisamment de fois,plus petit que le même rapport de l'autre jeu pour que la place disponible pour toutes les bobines soit aussi bien remplie que possible. Le montage s'effectue comme suit : on glisse d'abord, de l'intérieur, le premier jeu de bobines sur les courtes pièces polaires et ensuite, l'autre jeu, sur les longues pièces polaires.
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Lorsqu'on utilise des bobines cylindriques, on entend par largeur, le diamètre de la bobine. Dans ces cas, le facteur de remplissage sera aussi grand que possible. La valeur absolue de ce facteur sera évidemment maximum dans le cas de bobines de se4- tion rectangulaire ou carrée à côtés parallèles aux faces des pièces polaires. C'est pourquoi dans la machine conforme à l'in- vention, on utilise de préférence de telles bobines, oar elles as- surent un très grand facteur de remplissage.
Comparativement aux machines à tôles statoriques carrées la machine conforme à l'invention présente la particularité sui- vante : pour une puissance donnée, son encombrement est plus petit, car une grande partie de l'espace nuisible peut être occu- pée par du cuivre ou par du fer. Bien que, par suite des dimen- sions des bobines placées sur les courtes pièces polaires, le stator devienne plus long, ceci n'affecte guère la longueur to- tale de la machine, car dans l'espace compris entre les tètes des bobines spécifiées, qui dépassent le rotor, on peut loger par exemple un coussinet ou un collecteur et ses balais.
Vue dans son ensemble, l'application de l'idée inventive permet d'utiliser un jeu de bobines plates et largesque l'on peut glisser sur les courtes pièces polaires sans être géné par les longues pièces polaires. Dans un plan parallèle à celui des tôles du stator, la largeur de cette bobine est prévue de manière que celle-ci s'adapte aussi exactement que possible au circuit magnétique du stator. L'autre jeu de bobines peut alors affecter la forme de hautes et minces bobines, de dimensions telles qu'elles puissent être glissées sur les longues pièces polaires après la mise en place du premier jeu de bobines de manière que leur fade extérieure vienne aussi près que possible de la périphérie du premier jeu de bobines.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 montre une coupe transversale, perpendiculaire à l'axe du rotor, du circuit statorique du moteur le plan du dessin correspond donc avec l'une des tôles statoriques. La fig.2 est une vue de profil.
Le rotor est indiqué par 1, et l'arbre du rotor par 2.
La tôle 3, de forme rectangulaire identique pour toutes les tôles du circuit, est découpée en une seule pièce avec les pièces po- laires 4 et 5. Sur les pièces polaires de section transversale constante sont montées les galettes 6 et 7 de section rectangu- laire ou carrée et de même section de cuivre. A cet effet, on glisse d'abord les bobines 6 sur les courtes pièces polaires 4 et ensuite les bobines 7 sur les longues pièces polaires 5. La figure montre que cet agencement permet d'obtenir un facteur de rem- plissage très élevé, car il ne subsiste pratiquement pas d'es- pace nuisible entre les bords 8 et 9 des tôles statoriques et les bobines. Ce résultat est obtenu par une adaptation mutuelle des dimensions des bobines et de celles des pièces polaires.
La largeur bl de la bobine 6 doit être choisie de manière que le côté latéral, mesuré suivant la hauteur, s'adapte aussi exacte- ment que possible au circuit statorique. La hauteur h1 doit au maximum être égale à, et pratiquement légèrement plus petite que la distance p comprise entre les pièces polaires 5 et la ligne parallèle à ces pièces qui passe à l'extrémité des pôles 4. Cette condition doit être satisfaite pour permettre la mise en place des bobines 6 sur les pièces polaires 4.
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La hauteur h2 des bobines 7 doit au maximum être égale à la distance q, et la largeur int la distance r. Si ces conditions sont satisfaites, on peut Introduire ces bobines dans l'es- pace prévu pour le rotor après la mise en place des bobines 6 et les glisser sur les pièces polaires 5.
La figure montre nettement qu'en général le but pour. suivi peut être atteint en adaptant le rapport h1 des bobines 6 h2 au rapport h2/b2 des bobines 7. Bien qu'il existe évidemment une corrélation entre ce fait et les dimensions des pièces polaires, il n'est pas indispensable que toutes les pièces polaires soient identiques. Un jeu de pièces polaires peut constituer des p8les auxiliaires de dimensions plus petites. Dans ce cas, la section de cuivre des bobines de l'une des paires de bobines ne doit pas nécessairement être égale à celle des bobines de l'autre paire.
Comme le montre la vue de profil sur la fig.2 l'utili- sation d'une épaisse bobine plate et d'une mince bobine haute provoque, dans la direction de l'axe, un certain espace nuisible. oet espace est tout indiqué pour y loger des paliers et des sup- 'ports de palier, ainsi qu'un collecteur et ses balais. Sur la fig.2les supports de palier 10 sont fixés, à l'aide des brides 11, sur la culasse; le collecteur est indiqué par 12 et les ba- lais par 13 De ce fait, l'espace compris entre les bobines en saillie 6 est plus ou moins rempli.
Il va de soi que la machine conforme à l'invention peut être indifféremment un moteur ou une génératrice.