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Perfectionnements apportés à la construction des machines électriques tournantes
On connaît des machines électriques tournantes d'induction, monophasées et polyphasées, à plusieurs nombres de pôles différents, et en particulier des moteurs asynchrones à plusieurs vitesses.
Dans de telles machines on utilise au primai- re soit un seul circuit magnétique, soit plusieurs circuits distincts disposes dans une carcasse unique.
Dans le premier cas, on dispose sur le circuit magné- tique plusieurs bobinages différents et indépendants, ou un bobinage unique qui, par commutation, permet d'obtenir le nombre de p5les voulu. Dans le deuxième cas, chaque circuit magnétique comporte un bobinage de conception classique et correspond à un nombre de pôles déterminé de la machine.
Dans une solution mixte on trouve un ou
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plusieurs circuits magnétiques ayant des bobinages différents, indépendants ou commutables, associés avec des circuits n'ayant qu'un seul bobinage.
Les machines ci-dessus présentent certains inconvénients. Lorsque l'on effectue plusieurs bobinages différents et indépendants sur un même circuit magnétique, ce dernier est toujours mal utilisé, car il ne peut être adapté à la fois à des bobinages ayan des nombres de pâles différents.
Ce défaut est surtout accentué, lorsque les nombres de pôles sont très différents.
Il en est de même dans le cas d'utilisation d'un bobinage classique commutable. De plus, le nombre de pôles voulu ne permet pas d'utiliser un tel bobinage dans tous les cas.
Lorsque l'on utilise des circuits magnéti- ques distincts, disposés dans une même caracasse et bobinés de façon classique, on obtient un encombre- ment très important, étant donné que les longueurs des chignons des bobinages (ou têtes de bobinage fron- tal) de chacun des circuits obligent ceux-ci à être très écartés les uns des autres. Cet inconvénient est surtout très marqué dans le cas de bobinages à petit nombre de pôles, en particulier deux et quatre, pour lesquels les encombrements des chignons sont très importants.
La présente invention, due à M. Jean THEVKNART a pour objet des circuits magnétiques bobinés dans lesquels la majeure partie des inconvénients ci-dessus a été supprimée et qui permettent, des gains de temps
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importants pour le bobinage.
Une machine électrique tournante d'induction suivant l'invention, à primaire ou inducteur consti- tué avec un circuit magnétique unique ou avec plusieurs circuits différents dans une carcasse commune, est caractérisée en ce que le bobinage de son primaire ou inducteur comporte au moins un bobinage dit toroï- dal ou en anneau, passant dans des encoches extérieu- res et intérieures du circuit magnétique, associé avec au moins un bobinage classique en tambour disposé sur un circuit magnétique commun ou distinct.
D'autres caractéristiques ressortiront au cours de la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif de méalisation selon l'inven- tion illustrées par le dessin joint.
La figure 1 représente schématiquement un stator de moteur asynchrone classique à deux vitesse différentes.
La figure 2 représente un bobinage en anneau dans des encoches extérieures et intérieures disposées radialement.
La figure 3 représente un bobinage en anneau disposé dans des encoches extérieures et intérieures décalées radialement.
La figure 4 représente un stator de moteur à deux circuits magnétiques, suivant l'invention, associant un bobinage en anneau avec un bobinage en tambour.
La figure 5 représente un stator de moteur à circuit magnétique unique comportant les deux
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bobinages en anneau et en tambour.
La figure 6 représente un stator de moteur à deux circuits magnétiques, associant la disposition de la figure 5 avec un bobinage en anneau.
La figure 7 représente un stator de moteur à deux circuits magnétiques) associant la disposition de la figure 5 avec un bobinage en tambour.
A la figure 1, la carcasse 1 d'une machine d'induction, par exemple d'un moteur asynchrone à deux vitesses, enferme deux circuits magnétiques différents 2 et 3 du stator, fonctionnant en inducteur.
Le circuit 2 comporte un bobinage en tambour 4. formant par exemple deux pôles, tandis que le circuit 3 comporte un bobinage 5 formant par exemple six pôles ; chaque circuit correspond donc à une vitesse déterminée du moteur.
Des connexions 6 et 7 relient les bobinages au réseau d'alimentation.
L'encombrement "a" du bobinage 4 à deux pôles est supérieur à l'encombrement "b" du bobinage 5 à six pôles. L'encombrement total "C" donné par les deux bobinages est assez important.
Dans la réalisation suivant l'invention de la figure 4, on remplace le bobinage précédent 4 du circuit magnétique 2, ayant l'encombrement "a" le plus important, par un bobinage en anneau 8 d'un encombrement "d" très inférieur à "a", disposé sur
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un circuit magnétique 11, tout en conservant sans modification le circuit 3 avec son bobinage 5 à six pôles. L'encombrement total "E" est alors inférieur à celui "C" de la figure 1.
Le bobinage en anneau 8 est réalisé en utili- sant les encoches extérieures 9 et intérieures 10 du circuit magnétique 11, disposées radialement comme indiqué à la figure 2. On peut également utiliser le bobinage suivant la figure 3, où l'enroulement est effectué en utilisant des encoches extérieures 9 et intérieures 10 décalées radialement.
Il ressort clairement du dessin que la réduc- tion de l'encombrement du chignon le plus encombrant, en utilisant un bobinage à faible encombrement de chignons,,permet de rapprocher les divers circuits et de réduire l'encombrement de la carcasse commune 12.
La réduction de la longueur de la machine se traduit évidemment par un gain sur la quantité de matières à utiliser pour sa construction.
Dans la réalisation de la figure 4, chaque circuit peut porter plusieurs bobinages en anneau ou plusieurs bobinages en tambour indépendants, ces bobinages étant disposés à la suite les uns des autres ou disposés concentriquement.
Selon la réalisation de la figure 5, on peut disposer les deux bobinages, celui en anneau S et celui en tambour 5, sur un circuit magnétique unique 13 fixé sur une carcasse 14. Les deux bobinages sont alors disposés dans des encoches intérieures communes ou non. Cette conception est dans certains cas avanta-
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geuse par rapport à la solution, représentée à la figure 4, utilisant deux circuits magnétiques dis- tincts.
On peut également associer les réalisations des figures 4 et 5. Aini, à la figure 6, le circuit magnétique 13, avec ses bobines en anneau 8 et en tambour 5, est associé avec un circuit magnétique 15 ayant un bobinage en anneau 16. Les deux circuits 13 et 15 ont une carcasse commune 17.
En variante, à la figure 7, le circuit 13 avec les bobinages 8 et 5 est associé avec' un circuit magné- tique 18 comportant un bobinage en tambour 19, les deux circuits ayant une carcasse commune 20.
Chacun des bobinages des divers exemples ci-dessus, qu'il soit en anneau ou en tambour, faisant partie de la machine, peut être réalisé commutable en plusieurs nombres de pôles.
La présente invention s'applique à toute machi-- ne tournante d'induction, monophasée ou polyphasée, ayant des circuits magnétiques feuilletés ou non, quelle que soit leur disposition et quelles que soient les dimensions, la forme et la destination de ces machines.
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Improvements in the construction of rotating electrical machines
There are known rotary induction electric machines, single-phase and polyphase, with several different numbers of poles, and in particular asynchronous motors with several speeds.
In such machines, either a single magnetic circuit or several separate circuits arranged in a single casing are used as a first step.
In the first case, several different and independent windings are placed on the magnetic circuit, or a single winding which, by switching, makes it possible to obtain the desired number of poles. In the second case, each magnetic circuit comprises a winding of conventional design and corresponds to a determined number of poles of the machine.
In a mixed solution we find one or
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several magnetic circuits having different windings, independent or switchable, associated with circuits having only one winding.
The above machines have certain drawbacks. When several different and independent windings are carried out on the same magnetic circuit, the latter is always badly used, because it cannot be adapted at the same time to windings having different numbers of blades.
This defect is especially accentuated when the number of poles are very different.
The same is true in the case of using a conventional switchable winding. In addition, the desired number of poles does not allow the use of such a winding in all cases.
When separate magnetic circuits are used, arranged in the same shell and wound in a conventional manner, a very large space is obtained, given that the lengths of the windings of the windings (or front winding heads) of each of the circuits require them to be very far apart from each other. This drawback is especially very marked in the case of windings with a small number of poles, in particular two and four, for which the dimensions of the buns are very large.
The present invention, due to Mr. Jean THEVKNART relates to coil magnetic circuits in which most of the above drawbacks have been eliminated and which allow time savings
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important for winding.
A rotary induction electric machine according to the invention, with a primary or inductor constituted with a single magnetic circuit or with several different circuits in a common casing, is characterized in that the winding of its primary or inductor comprises at least one So-called toroidal or ring winding, passing through external and internal notches of the magnetic circuit, associated with at least one conventional drum winding arranged on a common or separate magnetic circuit.
Other characteristics will emerge in the course of the description given below by way of nonlimiting example of metalization according to the invention illustrated by the accompanying drawing.
FIG. 1 schematically represents a conventional asynchronous motor stator at two different speeds.
Figure 2 shows a ring coil in outer and inner notches arranged radially.
FIG. 3 shows a ring coil disposed in radially offset outer and inner notches.
FIG. 4 represents a motor stator with two magnetic circuits, according to the invention, associating a ring winding with a drum winding.
Figure 5 shows a single magnetic circuit motor stator comprising the two
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ring and drum windings.
FIG. 6 represents a motor stator with two magnetic circuits, associating the arrangement of FIG. 5 with a ring winding.
FIG. 7 represents a motor stator with two magnetic circuits) associating the arrangement of FIG. 5 with a drum winding.
In FIG. 1, the frame 1 of an induction machine, for example of a two-speed asynchronous motor, encloses two different magnetic circuits 2 and 3 of the stator, operating as an inductor.
Circuit 2 comprises a drum coil 4 forming for example two poles, while circuit 3 comprises a coil 5 forming for example six poles; each circuit therefore corresponds to a determined speed of the motor.
Connections 6 and 7 connect the coils to the supply network.
The size "a" of the two-pole coil 4 is greater than the size "b" of the six-pole coil 5. The total size "C" given by the two coils is quite large.
In the embodiment according to the invention of FIG. 4, the previous winding 4 of the magnetic circuit 2, having the largest bulk "a", is replaced by a ring coil 8 with a bulk "d" much less than "a", arranged on
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a magnetic circuit 11, while retaining circuit 3 with its six-pole winding 5 without modification. The total size "E" is then less than that "C" in FIG. 1.
The ring winding 8 is produced by using the outer 9 and inner 10 notches of the magnetic circuit 11, arranged radially as shown in figure 2. It is also possible to use the winding according to figure 3, where the winding is carried out in using radially offset outer 9 and inner 10 notches.
It is clear from the drawing that the reduction of the bulk of the bulkier chignon, by using a winding with small bulk of chignons, makes it possible to bring the various circuits closer together and to reduce the bulk of the common carcass 12.
The reduction in the length of the machine obviously results in a saving in the quantity of materials to be used for its construction.
In the embodiment of FIG. 4, each circuit can carry several ring coils or several independent drum coils, these coils being arranged one after the other or arranged concentrically.
According to the embodiment of FIG. 5, the two coils, the one in the S-ring and the one in the drum 5, can be placed on a single magnetic circuit 13 fixed on a carcass 14. The two coils are then arranged in common internal slots or not. . This design is in some cases before-
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thick with respect to the solution, shown in FIG. 4, using two separate magnetic circuits.
One can also associate the embodiments of Figures 4 and 5. Aini, in Figure 6, the magnetic circuit 13, with its ring coils 8 and drum 5, is associated with a magnetic circuit 15 having a ring coil 16. The two circuits 13 and 15 have a common carcass 17.
Alternatively, in Figure 7, the circuit 13 with the coils 8 and 5 is associated with a magnetic circuit 18 comprising a drum coil 19, the two circuits having a common carcass 20.
Each of the coils of the various examples above, whether ring or drum, forming part of the machine, can be made switchable in several numbers of poles.
The present invention applies to any rotating induction machine, single-phase or polyphase, having magnetic circuits, laminated or not, whatever their arrangement and whatever the dimensions, shape and destination of these machines.