BE531352A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne une méthode et un appareil pour l'essai de rotors électriques à une ou plusieurs spires conductrices, métho- de ou appareil dans lesquels le rotor à essayer est amené à tourner dans un champ magnétique primaire ayant au moins une composante à angle droit sur l'axe de rotation, et dans lesquels une bobine est placée à proximité du rotor, bobine dont les extrémités sont raccordées à un dispositif indi- cateur permettant d'observer les variations de flux magnétique qui se pro- duisent dans ladite bobine. 



   On connaît une méthode du même genre dans laquelle le rotor tourne dans la machine électrique complètement assemblée. L'aimant   de   champ de la machine produit alors le susdit champ magnétique primaire. Le dispo- sitif indicateur est connecté aux bornes de la bobine de champ de la machi- ne et peut être avantageusement constitué par un oscilloscope cathodique. 



   Les variations de flux magnétique se produisant dans le champ de la machine peuvent être observées sur l'écran de l'oscilloscope. 



   On connait d'autre part une méthode et un appareil dans lesquels le champ magnétique primaire est produit au moyen d'un électro-aimant sépa- ré dont les bornes sont connectées à l'oscilloscope. On obtient ainsi un ensemble qui permet de monter et de démonter facilement le rotor. 



   Dans les méthodes précitées, l'entièreté du champ magnétique primaire passe par la bobine. Il se fait toutefois que, même dans un rotor en bon état, il se produit des variations considérables du champ primaire au cours de la rotation, dues par exemple à la remanence ou aux encoches du rotor. De telles variations induiront des F.E.M. considérables dans la bobine de l'électro-aimant raccordée à l'oscilloscope. La mise en court-cir- cuit d'une ou de plusieurs spires de l'induit de moteurs à courant continu du type employé dans les aspirateurs de poussière, les cireuses et autres appareils semblables produira dans la bobine de 1'électro-aimant une F.E.M. de très faible amplitude par rapport à celle provenant de la remanence des encoches de l'induit. 



   Il sera donc fort difficile, sinon impossible, de déceler les variations provoquées par le court-circuitage d'une ou de quelques spires d'un induit de ce genre. 



   Le but de la présente invention est de fournir une méthode et un appareil qui soient exempts de ce défaut. La caractéristique de cette méthode réside dans le fait que la bobine de mesure est disposée de telle manière qu'une partie importante du champ magnétique primaire passe en dehors de la section active de la bobine de mesure ou, en d'autres termes, que le flux primaire traversant les spires de la bobine de mesure dans un sens, multiplié par le nombre de ces spires, est pratiquement égal au flux primaire traversant les spires de la bobine de mesure en sens opposé, multiplié par le nombre de ces spires, de sorte que l'induction primaire totale dans la bobine de mesure est très faible par rapport à l'intensité maximum du champ magnétique primaire.

   La bobine de mesure en sert pas à produire le champ magnétique primaire, mais uniquement à mesurer le champ magnétique résultant composé du champ magnétique primaire agissant sur la bobine et d'un champ   magnétique   secondaire éventuel provqqué par la rotation dans le champ magnétique primaire d'une ou plusieurs spires du rotor qui seraient en court-circuit. Il est possible de disposer les choses de manière que l'effet des variations du champ primaire dues à la remanence, aux encoches, etc. soit extrêmement faible par rapport à l'effet des variations dues au champ secondaire, de manière à permettre de déceler distinctement les variations mentionnées en dernier lieu.

   La méthode se prête donc tout particulièrement à l'essai des rotors au point de vue de courts-circuits pouvant exister dans une ou plusieurs spires et plus particulièrement de rotors fabriqués en grande série. 

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   Les moyens employés pour produire le champ magnétique primaire peuvent être disposés de diverses manières pour qu'une forte proportion du champ primaire passe en dehors de la section active de la bobine de mesure. 



  Les pôles du dispositif magnétique peuvent par exemple être placés de manière que l'intensité du champ primaire soit faible dans une certaine zone et que la bobine de mesure soit située dans cette zone, ou une telle zone peut être produite au moyen d'organes da fer doux judicieusement disposés. 



  La bobine de mesure, et donc aussi a section active, peut aussi être orientée de manière que l'induction primaire totale qu'elle subit soit peu importante. Conformément à l'invention, la bobine de mesure peut par exemple être disposée de manière que le conducteur qui relie les extrémités actives de la bobine fasse un   ange   considérable avec la direction du champ magnétique primaire à l'endroit de la bobine, et préférablement à angles droits sur celui-ci. Afin d'effectuer une concentration du champ magnétique secondaire, l'invention prévoit entre autres, que la bobine de mesure pourrait être munie d'un noyau de fer doux. 



   L'invention a trait également à un appareil appliquant la méthode ci-dessus, appareil caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de produire un champ magnétique primaire dont l'intensité varie le long de la périphérie du rotor, et une bobine d'induction disposée de manière qu'une forte proportion du champ primaire passe en dehors de la section active de ladite bobine d'induction. L'appareil est muni en outre de dispositifs de support connus permettant de mettre en place et d'enlever facilement un rotor, de moyens permettant de coupler à volonté le rotor à un   dis-'   positif de rotation, et d'un dispositif indicateur, préférablement un oscilloscope cathodique. Un appareil de ce genre permet d'appliquer la méthode de manière pratique et avecde très bons résultats. 



   D'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de l'invention seront mentionnés dans la description suivante en se référant aux dessins annexés, ainsi que dans les revendications. 



   Dans ces dessins : la figure 1 montre schématiquement une partie de l'appareil conforme à l'invention, vue en bout; la figure 2 est une vue en plan du même appareil; la figure 3 est une partie d'un appareil de construction différente, vue en bout, chacune de ces trois figures représentant des appareils destinés à recevoir un induit de moteur à courant continu; les figures 4 à 11 montrent des oscillogrammes obtenus au moyen de l'appareil conforme à l'invention. 



   Dans les figures 1 et 2,1 désigne un aimant permanent muni d'une armature 2. Une pièce polaire 3 est connecte à une des extrémités de l'aimant et se termine par une arête étroite. L'autre extrémité de l'aimant est connectée magnétiquement à travers une grosse plaque 4 et un bloc 5 à une autre pièce polaire 6 se terminant également par une arête étroite. Les arêtes de ces deux pièces polaires se font face. A côté de la pièce polaire 6 se trouve un électro-aimant 7 comprenant une bobine de mesure et un noyau traversant celle-ci. Cet électro-aimant est disposé de telle manière que le milieu de sa longueur se trouve en face de la pièce polaire 3 et que l'une des extrémités de son noyau soit située au-dessus au plan horizontal passant par ladite pièce polaire 3, tandis que l'autre extrémité du noyau est située en dessous dudit plan.

   Le noyau de la bobine est une pièce en "U" dont les deux bouts font face à la pièce polaire 3. 

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   L'appareil comprend des   paliers-supports 8-9,   pour l'arbre 10 de l'induit d'un moteur à courant continu portant à l'un de ses bouts un collecteur à lamelles 11. Cet induit comporte des saillies 12 séparées par des encoches 13 pour les enroulements. L'induit comporte en outre les con- nexions habituelles entre les extrémités des enroulements et les lamelles du collecteur. L'appareil comprend un support 14 pour deux organes de con- tact 15 et 16 légèrement espacés de façon à faire contact avec deux   lame-   les adjacentes du collecteur. La plaque 4 est attachée à un chariot 17 pouvant glisser sur une base, non représentée. 



   L'appareil comprend un dispositif indicateur, préférablement un oscilloscope cathodique, non représenté, et un mécanisme pouvant d'une part soulever les contacts 15 et 16 du collecteur et les déconnecter du dispositif indicateur tout en connectant ce dernier aux extrémités de la bobine de l'électro-aimant 7, et d'autre part abaisser ces contacts 15 et 16 de façon à les mettre en contact avec le dispositif indicateur tout en déconnectant celui-ci de la bobine de mesure de l'électro-aimant 7. L'ap- pareil comporte en outre un moteur synchrone muni d'un accouplement permettant de le coupler à volonté à   l'arbre 10   de l'induit.

   Ledit moteur synchrone est accouplé en bout d'arbre à une génératrice à courant alternatif connectée à l'oscilloscope de manière à commander le balayage périodique du faisceau cathodique en synchronisme avec la rotation de l'arbre
10. Le stator du moteur synchrone est décalable et muni d'un cadran gradué. 



   L'appareil peut, par exemple, être mis en marche avec les contacts 15 et 16 en position de repos, c'est-à-dire ne faisant pas contact avec les lamelles du collecteur, et avec la bobine de l'électro-aimant 7 connectée à l'oscilloscope de la manière connue de tous les gens de métier. 



  En faisant tourner l'induit dans le champ magnétique produit par l'aimant 1 et pratiquement concentré dans une zone relativement étroite s'étendant de la pièce polaire 3 à la pièce polaire 6 à travers l'induit, les saillies 12 et les encoches 13 produiront des variations du champ magnétique. De ce fait, une tension très faible est induite dans la bobine de l'électroaimant, tension qui se manifeste sur l'écran de l'oscilloscope sous la forme représentée à la figure 4. Si une ou plusieurs spires de l'induit étaient en court-circuit, il se produirait deux impulsions de tension à chaque tour, indiquées sur l'écran de l'oscilloscope comme le montre la figure 6. Si une bobine d'induit était inversée, les deux impulsions seraient de sens opposé et apparaîtraient sur l'écran copne le montra la figure 8. 



   Lorsque l'électro-aimant 7 est déconnecté de l'oscilloscope et que les organes de contact 15 et 16 sont abaissés de manière à faire contact avec les lamelles du collecteur tout en étant connectés à l'oscilloscope, on perçoit sur l'écran une trace semblable à celle de la figure 5 si l'induit ne présente pas   de)   défauts. Le porte-contacts 14 peut être disposé de façon réglable et placé de manière que la F. E.M. soit prise dans ou à proximité de la position angulaire de la bobine d'induit dans laquelle la F. E.M. induite dans cette bobine soit maximum. Un court-pircuit dans une ou plusieurs spires de la bobine d'induit se manifeste sur l'écran comme le montre la figure 7.

   L'inversion d'une bobine de   1 induit   produit sur l'écran une trace semblable à celle de la figure 90
Une rupture dans un enroulement peut être décelée en établissant une connexion électrique entre les pièces de contact 15 et 16, cette connexion ayant de préférence une résistance qui se rapproche le plus possible de la résistance de l'induit. On obtient alors sur l'écran les traces que montrent les figures 10 et 11. 



   L'appareil peut en outre servir à déceler d'autres défauts dans les induits, comme les gens de métiers pourront facilement s'en rendre compte. En décalant le stator du moteur synchrone, les boucles visibles sur l'écran de l'oscilloscope subiront un déplacement. L'opérateur pourra 

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 ainsi déplacer une boucle déterminée correspondant à un défaut, de manière à la mettre en regard d'une marque mise sur l'écran de l'oscilloscope. En arrêtant la rotation, il est alors facile de repérer la bobine d'induit correspondante au moyen du cadran gradué du stator. 



   L'appareil décrit ci-dessus peut être employé également pour faire l'essai de rotors de moteurs à courant alternatif. Pour l'essai de rotors en court-circuit, il est préférable de disposer la bobine de mesure à un pôle magnétique primaire de telle manière que la bobine ait ses extrémités de part et d'autre de ce pôle. Pour faire l'essai de rotors à bobines, il sera généralement préférable de décaler la bobine de mesure par rapport à un pôle magnétique primaire d'un angle approximativement égal à la distance angulaire qui sépare les côtés d'une bobine d'induit. L'appareil peut être modifié de façon à pouvoir servir à l'essai d'induits de moteurs à quatre pôles ou davantage. Il suffit d'une pièce polaire, la pièce polaire 3 ou la pièce polaire 6. 



   Dans la figure 3, 18 désigne,un aimant permanent à pôles 19 et 20 décalés de 90  par rapport à l'axe de l'induit 21. Ce mode d'exécution est avantageux pour faire l'essai d'induits dont les bobines sont décalées d'un angle quelconque par rapport à la lamelle correspondante du collecteur. 



   Dans le cas où l'on voudrait construire un ensemble moins coûteux, l'appareil pourrait parfaitement être adapté pour être actionné à la main, tandis que le dispositif indicateur pourrait être un simple voltmètre. 



   L'enroulement de l'électro-aimant 7 peut être disposé de manière différente; ainsi par exemple, pourrait-il être muni d'un certaine nombre de tours sur chacune des branches du noyau en "U", mais de préférence en adoptant une disposition   symétrique   par rapport à ce noyau. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Une méthode pour essayer des rotors électriques à une ou plusieurs spires conductrices, dans laquelle le.rotor est amené à tourner dans un champ magnétique primaire ayant au moins une composante normale à l'axe de rotation, et dans laquelle il est disposé à proximité du rotor une bobine dont les extrémités sont connectées à un dispositif indicateur permettant d'observer les variations du flux magnétique dans ladite bobine, caractérisée par le fait que la bobine est disposée de telle manière qu'une partie importante du champ magnétique primaire passe en dehors de la section active de la bobine.

Claims (1)

1. 2. - Une méthode conforme à la revendication 1, dans laquelle la bobine n'est connectée qu'au dispositif indicateur.

   3. - Une méthode conforme aux revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la bobine est disposée de telle manière que le conducteur qui relie ses extrémités est décalé d'un angle considérable par rapport à la direction du champ primaire à l'endroit de la bobine.

   4. - Une méthode conforme à la revendication 3, dans laquelle la bobine est disposée de telle manière que ledit conducteur est disposé pratiquement à angle droit sur le champ magnétique primaire à l'endroit de la bobine.

   5. - Une méthode conforme à l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle il est fait usage d'une bobine à noyau de fer.

   6. - Une méthode conforme à l'une des revendications précéden- tes, dans laquelle la bobine est décalée par rapport au champ magnétique primaire d'un angle tel que ladite bobine se trouve à proximité d'un côté <Desc/Clms Page number 5> d'une spire du rotor quand un des côtés de ladite spire traverse une zone d'intensité maximum du champ magnétique primaire.

   7. - Une méthode conforme à la revendication 6, dans laquelle la bobine est disposée du côté de la spire conductrice opposé au côté qui traverse la zone d'intensité maximum.

   8. - Un appareil pour l'application de la méthode décrite à l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'il com- prend les organes suivants : moyen capable de donner naissance à un champ magnétique primaire, une bobine de mesure disposée de telle manière qu'une très grande partie du champ magnétique primaire passe en dehors de la sec- tion active de cette bobine, un dispositif permettant de faire tourner un rotor dans ledit champ magnétique primaire, et un dispositif indicateur' pour indiquer la force électro-motrice induite dans ladite bobine.

   9. - Un appareil conforme à la revendication 8, dans lequel la bobine de mesure ainsi que les moyens employés pour produite le champ ma- gnétique primaire, peuvent être décalés de façon réglable par rapport l'un à l'autre ainsi que par rapport à l'axe de rotation du rotor.

   10. Un appareil conforme aux revendications 8 ou 9, dans lequel le moyen employé pour produire le champ magnétique primaire est un aimant permanent.

   Il.- Un appareil conforme à l'une des revendications 8 à 10, dans lequel le moyen employé pour produire le champ magnétique primaire comporte une pièce polaire ou un pôle de section oblongue dont le grand axe est substantiellement parallèle à l'axe de rotation du' rotor.

   12. - Un appareil conforme à la revendication 11, dans lequel le moyen employé pour produire le champ magnétique primaire comporte deux pièces polaires de section oblongue dont les directions longitudinales respectives sont substantiellement parallèles à l'axe de rotation du rotor.

   13. - Un appareil conforme à la revendication 12, dans lequel les deux pièces polaires sont décalées d'un angle considérable l'une de l'autre, par rapport à l'axe de rotation du rotor. ' 14. - Un appareil conforme à la revendication 13, dans lequel les deux pièces polaires sont disposées approximativement à angles droits l'une par rapport à l'autre.

   15. - Un appareil conforme à l'une des revendications 8 à 14, dans lequel la bobine de mesure comporte un noyau de fer dont les extrémités sont situées près de la circonférence du rotor.

   16. - Un appareil conforme à la revendication 15, dans lequel le noyau de fer est substantiellement en forme de fer à cheval dont les branches sont dirigées vers le rotor.

   17. - Un appareil conforme aux revendications 15 ou 16, dans lequel la bobine est pratiquement placée symétriquement sur le noyau de fer.

   18. - Un appareil conforme à l'une des revendications 8 à 17, dans lequel il est prévu un dispositif de commutation à deux position$ au moins, dans l'une desquelles la bobine de mesure est connectée au dis@osi- tif indicateur tandis que deux pièces de contact reliées aux extréités de la bobine de mesure sont déconnectées de ce dispositif, tandis que dans . l'autre position la bobine de mesure est déconnectée du dispositif indica- teur alors que lesdites pièces de contact y sont connectées.

   19. - Un appareil conforme à l'une des revendications 8 à 18,, dans lequel le dispositif indicateur est constitué par un oscilloscope cathodique. <Desc/Clms Page number 6>

   20. - Un appareil conforme à la revendication 19, dans lequel l'oscilloscope cathodique est muni d'un dispositif de balayage périodique du faisceau.

   21. - Un appareil conforme à la revendication 20, dans lequel l'arbre du rotor est couplé mécaniquement à un dispositif de synchronisation connecté de telle manière au dispositif de balayage que ce dernier soit synchronisé avec la rotation du rotor.

   22. - Un appareil conforme à la revendication 21, dans lequel le dispositif de synchronisation est constitué par une génératrice de courant alternatif dont la rotation est proportionnelle à celle de l'arbre du rotor.

   23. - Un appareil conforme à la revendication 21 ou 22, dans lequel le dispositif de synchronisation est disposé de telle manière que la phase= synchrone puisse être déplacée de façon à se trouver en regard d'un repère pour pouvoir déterminer l'endroit d'un défaut du rotor.

   24. - Un appareil conforme à la revendication 23, dans lequel le stator de la génératrice synchrone est décalable.

   25. - Une méthode substantiellement comme décrite ci-dessus.

   26 - Un appareil constitué substantiellement comme décrit ci-dessus et représenté par les dessins annexés.

   En annexe 2 dessins.