Moteur à collecteur à courant alternatif. Les moteurs à collecteur à courant alter natif qui peuvent être considérés comme 'les prédécesseurs de celui faisant l'objet de la présente invention comportaient un stator polyphasé analogue au stator d'un moteur asynchrone, dans lequel tournait 'un induit à collecteur, analogue à l'induit d'une ma chine à courant continu.
Les balais du collecteur étaient reliés aux secondaires de transformateurs de phase et de tension. Les variations de vitesse étaient obtenues en faisant varier simultanément la phase et la valeur de la force électromotrice fournie au rotor.
Le principal inconvénient de ces moteurs était leur prix élevé et leur grand encombre ment, résultant de l'emploi de transforma teurs de phase.
La présente invention a pour but d'obvier à ces inconvénients; en outre, le moteur peut être muni de pôles de commutation.
Le dessin annexé représente huit formes d'exécution de l'objet de l'invention données à titre d'exemples, ainsi qu'une varia-Pte.
Dans le dessin, les fig. 1 et 3 à 9 sont es schémas des connexions de ces huit formes, et Fig. 2 un schéma montrant une variante de fig. 1.
Selon fig. 1, les variations de vitesse sont obtenues en fournissant au rotor B du mo teur dont A représente l'enroulement fixe une force électromotrice de phase et de va leur convenables, prise dans un enroulement auxiliaire C qui est bobiné dans les encoches du stator. Pour permettre le réglage, cet enroule ment auxiliaire comporte, comme l'enroule ment du rotor; des sections réunies à-un com mutateur fixe, dont les balais ou contacts mobiles f sont reliés électriquement aux ba lais b du rotor B.
On peut obtenir telle relation de phase et de tension désirée par le fait que les phases de l'enroulement auxiliaire C sont séparées et que le commutateur comporte deux bras sé parés par phase. Selon fig. 1, l'enroulement auxiliaire est monté en étoile; trois bras soli daires D' portant des contacts h réunis élec triquement, constituent le point neutre; les trois autres contacts solidaires f, électrique ment réunis aux balais b, sont portés par trois autres bras D2 dont le mouvement est indépendant de celui des bras D1.
On fait varier la phase seule en déplaçant simultané ment les bras D1 et D2 du même angle dans le même sens; on fait varier la tension seule en les déplaçant simultanément du même angle en sens inverse.
La fig. 2 indique, à titre de variante, les connexions à réaliser pour monter l'enroule ment auxiliaire C en triangle; les lettres de référence et les manouvres restent les mêmes.
Dans les deux cas, il est naturellement entendu que les contacts f et h sont isolés de leurs supports et que les formes d'exécution de ces commutateurs peuvent varier suivant les besoin.
Les rotors pourraient être munis accessoi rement de bagues.
Quand le stator, au lieu d'être polyphasé, est monophasé, le schéma devient celui de la fig. 3 et le moteur shunt polyphasé se trans forme en moteur monophasé à caractéristique série.
L'angle X est l'angle de calage des balais b sur le collecteur, et l'angle a donne la rela tion de phase introduite par le commutateur.
Ce moteur monophasé peut être exécuté à pôles saillants ou à enroulements répartis; son poids est moindre que celui d'un moteur série à bobine transversale, et sa commuta tion est plus facile.
Ce moteur, spécialement applicable à la traction, peut être facilement bobiné pour des tensions au stator de 3000 à 10,000 volts. Lorsque le moteur est à basse tension, il est possible d'utiliser des spires analogues pour la confection du bobinage du stator principal et du bobinage du stator auxiliaire.
Dans d'autres formes d'exécution (fig. 4 à 7), le rotor B est composé de deux parties, dont l'une, R, analogue au rotor d'un moteur asynchrone, occupe tout l'intérieur d'un sta tor A, et dont l'autre, B, analogue à l'induit précédemment décrit, est montée extérieure ment audit stator A; pour diminuer l'énergie nécessaire à son excitation, cette seconde par tie est entourée d'une armature en tôle, fer mant le circuit magnétique. Les deux rotors peuvent être montés soit sur le même arbre, soit sur des arbres différents mais entraînés mécaniquement par tout autre moyen à des vitesses proportionnelles.
Dans les deux formes représentées par les fig. 5 et 7, le rotor R est relié aux balais b du couvertisseur B, celui-ci étant, d'autre part, relié par ses autres bornes à l'enroule ment auxiliaire C par des frotteurs f.
Les deux formes représentées par les fig. 4 et 6 sont analogues, mais le rotor R est relié à des bagues m du convertisseur B.
Naturellement il faut faire les connexions de telle façon qu'à la fréquence N du côté du stator A corresponde la fréquence S N du côté du rotor R, S étant le glissement.
Ces quatre dernières formes d'exécution conviennent en particulier à des moteurs puis sants à grande vitesse. On peut, comme dans le cas du moteur monophasé, constituer l'en roulement principal et l'enroulement auxi liaire de spires analogues. Quand le stator A est monophasé, il est évident qu'on peut mu nir le rotor d'un nombre quelconque de phases identiques entre elles et le faire par exemple triphasé, hexaphasé, etc.
couple constant, le réglage de vitesse de tous ces moteurs peut encore se faire: 1o En intercalant des résistances ou des selfs-induction dans le circuit des balais b. 20 En introduisant une force électromo trice additionnelle dans le circuit du rotor. 30 En faisant varier l'angle de calage  des balais.
40 Pour le moteur monophasé en faisant varier la tension d'alimentation du stator A. Quand on utilise l'un quelconque de ces procédés, on peut supprimer le commutateur de réglage, ce qui peut être avantageux pour le moteur de traction.
Enfin, ces moteurs se prêtent remarqua blement bien à la constitution de groupes en cascade, soit en série, soit en shunt.
La fig. 8 représente un groupe série constitué par un moteur asynchrone Nl' dont le stator S est relié au réseau, et dont le ro tor R alimente le stator A d'un moteur à col lecteur N2. Un transformateur pourrait être intercalé entre eux. Les deux rotors sont re liés mécaniquement par un arbre G: La fig. 9 représente un groupe shunt constitué par un moteur asynchrone M1 et par un moteur à collecteur M2; les stators sont reliés au réseau en parallèle; mais ils pourraient aussi être branchés en série.
Le rotor B du moteur à collecteur M2 est muni de bagues m sur lesquelles appuient les balais p connectés au rotor R du moteur asynchrone M1.
Les bagues m sont reliées au bobinage du rotor B de M2 en des points équidistants, de façon à donner un courant polyphasé des mêmes ordres et formes que l'enroulement du rotor R de M1.
Les deux rotors B et B de M1 et M2 sont reliés mécaniquement par un arbre G; tout autre moyen d'accouplement pourrait d'ail leurs être prévu.
Alternating current collector motor. The alternating current collector motors which can be considered as the predecessors of that which is the object of the present invention had a polyphase stator similar to the stator of an asynchronous motor, in which rotated a collector armature, similar to the armature of a direct current ma chine.
The commutator brushes were connected to the secondaries of phase and voltage transformers. The speed variations were obtained by simultaneously varying the phase and the value of the electromotive force supplied to the rotor.
The main drawback of these motors was their high price and their large size, resulting from the use of phase transformers.
The object of the present invention is to obviate these drawbacks; in addition, the motor can be provided with switching poles.
The appended drawing represents eight embodiments of the object of the invention given by way of examples, as well as a varia-Pte.
In the drawing, figs. 1 and 3 to 9 are the connection diagrams of these eight forms, and Fig. 2 a diagram showing a variant of FIG. 1.
According to fig. 1, the speed variations are obtained by supplying the rotor B of the motor, of which A represents the fixed winding, an electromotive force of suitable phase and value, taken from an auxiliary winding C which is wound in the notches of the stator. To allow adjustment, this auxiliary winding comprises, like the winding of the rotor; sections joined to a fixed switch, whose brushes or movable contacts f are electrically connected to the bays b of rotor B.
Such a desired phase and voltage relationship can be obtained by the fact that the phases of the auxiliary winding C are separated and that the switch has two arms separated by phase. According to fig. 1, the auxiliary winding is star-shaped; three solid arms D 'carrying contacts h joined together electrically, constitute the neutral point; the other three integral contacts f, electrically joined to the brushes b, are carried by three other arms D2 whose movement is independent of that of the arms D1.
The phase alone is varied by simultaneously moving the arms D1 and D2 by the same angle in the same direction; the voltage is varied alone by moving them simultaneously by the same angle in the opposite direction.
Fig. 2 indicates, by way of a variant, the connections to be made to mount the auxiliary winding C in a delta; the reference letters and maneuvers remain the same.
In both cases, it is naturally understood that the contacts f and h are isolated from their supports and that the embodiments of these switches may vary according to need.
The rotors could be fitted with rings as an accessory.
When the stator, instead of being polyphase, is single-phase, the diagram becomes that of fig. 3 and the polyphase shunt motor is transformed into a single-phase motor with series characteristic.
The angle X is the wedge angle of the brushes b on the collector, and the angle a gives the phase relation introduced by the commutator.
This single-phase motor can be executed with salient poles or with distributed windings; its weight is less than that of a series cross-coil motor, and its switching is easier.
This motor, especially applicable to traction, can be easily wound for stator voltages of 3000 to 10,000 volts. When the motor is at low voltage, it is possible to use similar turns for making the winding of the main stator and the winding of the auxiliary stator.
In other embodiments (fig. 4 to 7), the rotor B is composed of two parts, one of which, R, similar to the rotor of an asynchronous motor, occupies the entire interior of a sta. tor A, and the other of which, B, similar to the armature described above, is mounted outside said stator A; to reduce the energy necessary for its excitation, this second part is surrounded by a sheet metal frame, closing the magnetic circuit. The two rotors can be mounted either on the same shaft or on different shafts but driven mechanically by any other means at proportional speeds.
In the two forms represented by FIGS. 5 and 7, the rotor R is connected to the brushes b of the cover B, the latter being, on the other hand, connected by its other terminals to the auxiliary winding C by rubbers f.
The two forms represented by FIGS. 4 and 6 are analogous, but the rotor R is connected to rings m of the converter B.
Of course, the connections must be made in such a way that the frequency N on the side of the stator A corresponds to the frequency S N on the side of the rotor R, S being the slip.
These last four embodiments are suitable in particular for powerful engines at high speed. It is possible, as in the case of the single-phase motor, to constitute the main bearing and the auxiliary winding of similar turns. When the stator A is single-phase, it is obvious that one can move the rotor of any number of identical phases to each other and do it for example three-phase, six-phase, etc.
constant torque, the speed regulation of all these motors can still be done: 1o By inserting resistors or induction coils in the brush circuit b. 20 By introducing additional electromotive force into the rotor circuit. 30 By varying the pitch angle В of the brushes.
40 For the single-phase motor by varying the supply voltage of the stator A. When using any of these methods, the adjustment switch can be omitted, which can be advantageous for the traction motor.
Finally, these motors lend themselves remarkably well to the constitution of groups in cascade, either in series or in shunt.
Fig. 8 represents a series group formed by an asynchronous motor Nl ', the stator S of which is connected to the network, and the rotor R of which supplies the stator A of a motor with a drive neck N2. A transformer could be interposed between them. The two rotors are mechanically linked by a shaft G: Fig. 9 represents a shunt group formed by an asynchronous motor M1 and by a commutator motor M2; the stators are connected to the network in parallel; but they could also be connected in series.
The rotor B of the commutator motor M2 is provided with rings m on which the brushes p connected to the rotor R of the asynchronous motor M1 bear.
The rings m are connected to the winding of the rotor B of M2 at equidistant points, so as to give a polyphase current of the same orders and shapes as the winding of the rotor R of M1.
The two rotors B and B of M1 and M2 are mechanically connected by a shaft G; any other means of coupling could be provided for them.