Machine électrique tournante La présente invention a pour objet une machine électrique tournante multipolaire qui comprend un rotor discoïdal et un stator également discoïdal, sépa rés par au moins un entrefer annulaire sensible ment plan, l'un au moins des éléments précités de la machine étant constitué, au moins en partie, en un matériau magnétique et l'un au moins de ces éléments comprenant un bobinage constitué par des conducteurs plats adhérant intimement à l'une au moins des faces, électriquement isolante, de l'élé ment correspondant, et une face tau moins du bobi nage formant une surface de délimitation de l'entre- fer.
Dans les formes d'exécution du brevet principal, chaque conducteur comprenait une partie sensible ment radiale prolongée à ses deux extrémités par des parties inclinées ou incurvées servant à réunir entre clles lesdites parties radiales suivant un. pas de bobinage déterminé. Chaque conducteur compre nait donc urne partie radiale active située dans le champ magnétique de l'inducteur de la machine et des parties prolongeant cette partie radiale jusqu'aux périphéries du support annulaire du bobinage sur lesquelles étaient établis des plots pour l'intercon nexion des conducteurs de face à face dans un bobi nage à double face.
Les fig. 1 à 3 du dessin annexé montrent des bobinages du type décrit dans le brevet principal. Dans la fig. 1, les conducteurs sont sensiblement contigus sur la surface qu'ils couvrent, sur toute leur longueur. Les portions radiales 4 sont en forme de secteur et prolongées par des parties 5 et 6 intérieu rement et extérieurement, ces parties inclinées se ter minant sur des plots conducteurs 2 et 3 aux bords du support 1. La section transversale de cha que conducteur formant une demi-spire, selon n'importe quel arc de cercle le coupant, varie de façon sensiblement uniforme avec le rayon du cer cle, d'une borne 2 à une borne 3.
Dans certains cas, on peut ne pas désirer cela, mais au contraire conserver une section constante sur une partie au moins de la longueur du conduc teur de demi-spire, fig. 2 et 3. Dans ces figures, la portion centrale 7 sur la fig. 2, de même que la portion 10 sur la fig. 3, présentent une largeur cons tante sur toute sa longueur. Il en est sensiblement de même pour les parties inclinées 8 de la fig. 2 et 11 de la fig. 3. Il pourrait aisément en être de même pour las parties 6 des conducteurs.
Chacune des surfaces 9 dépourvues de conduc teur sur la fig. 2 et chacune des surfaces identi- quement dépourvues de revêtement conducteur 12 et 13 sur la fig, 3, sont de préférence revêtues d'un matériau magnétique non conducteur de même épais seur que le revêtement conducteur formant les demi-spires. La différence entre les structures des fig. 2 et 3 provient de ce qu'elles sont dérivées de fa çon différente de la structure de la fig. 1. Dans la fig. 2, le tracé est obtenu à partir de la fig. 1 en élimi nant une partie des conducteurs à partir de l'un de leurs bords latéraux, tandis que, dans la fig. 3, le tracé est obtenu en enlevant de la substance con ductrice à partir des deux bords des conducteurs dans lia fig. 1.
Dans le premier cas, les plots 2 sont maintenus tels, dans le second nas, ces plots sont symétriquement rognés comme indiqué en 14.
La machine objet de la présente invention est caractérisée en ce que chacun de ces conducteurs est conformé de manière que ses extrémités se trou vent en deux emplacements -angulamrement décalés l'un pas rapport à l'autre et lsmtués respectivement sur lles périphéries extérieure et ,
intérieure d'un sup- port sui les deux faces duquel les conducteurs sont appliqués.,
ces conducteurs ne présentant aucune portion orientée orthogonalement à l'une au l'autre de ces périphéries et se terminant sur ces périphé ries par des plots servant à las interconnecter de l'une à l'autre des faces dudit support.
Avec une telle disposition, d'une part on réduit les surfaces couvertes par les portions d'extrémité des conducteurs, donc on accroît l'efficacité du bobi nage, et d'autre part, on peut donner à l'onde du flux utile dans d'entrefer une forme déterminée en donnant aux surfaces des spires embrassées par le champ magnétique de l'inducteur une centaine forme.
Quelques formes d'exécution de l'invention sont représentées, à titre d'exemple, dans les autres fi gures du dessin annexé, qui montrent : Les fig. 4 à 11, différentes formes de bobinages; la fig. 12, en coupe axiale une machine compre nant un tel bobinage; les fig. 13 et 14, des pôles inducteurs pour ladite machine ; les fig. 15 et 16, respectivement deux formes lé gèrement modifiées de bobinages.
Une augmentation du rendement électromagnéti que du bobinage peut être obtenue par une réduc tion substantielle, sinon une suppression totale, des étendues couvertes par les parties de têtes de bobi ne de ce bobinage. Ceci est obtenu en donnant à chaque conducteur une configuration permettant de relier ses plots d'extrémité par des portions ne com portant pas de parties sensiblement radiales, afin d'augmenter au mieux la surface couverte par les parties actives des conducteurs et, en même temps, de donner au champ une forme détermmée.
Dans le bobinage de la fig. 4, toute partie de tête de spire est supprimée, chaque conducteur de demi- spire 15 réunissant directement les plots 2 et 3 angu- lairement décalés. Cependant, cette configuration souffre de deux délimitations pratiques (alors qu'en contre partie, elle est intéressante au point de vue fabrication). En premier lieu alle ne peut s'appliquer qu'à des bobinages du type ondulé-série. En second lieu, elle n'est pratique que pour des machines à nombre de pôles élevé, car ces pôles doivent être étroitement espacés les uns des autres.
Cependant, on voit bien qu'avec une telle configuration, la lon gueur de chaque conducteur de demi-spire entre les plots terminaux est entièrement active, d'où l'ac croissement d'efficacité du bobinage.
Pour échapper aux limitations ci-dessus indiquées par le bobinage de la fig. 4, on peut recourir soit au maintien de portions de têtes de spire de lon gueur réduite, fig. 5 et 7, d'un côté des portions actives du bobinage, soit de former les demi-spires en au moins deux partions également actives et d'orientations distinctes, fig. 6. Dans la fig. 5 les por tions actives sont prolongées pour atteindre directe ment les plots terminaux 3, comme indiqué en 16 et, pour se raccorder aux têtes de bobine extérieures 5, de longueur réduite.
La fig. 6 montre une va riante de configuration dans laquelle chaque demi- spire est réalisée par deux parties d'inclinaisons dif- férentes 17,à partir du plot intérieur, et 18, abou tissant au plot extérieur, se raccordant sur un rayon intermédiaire, par exemple sur le rayon moyen de la couronne couverte par le bobinage. Le bobinage galon cette variante peut évidemment être sait du type ondulé-série, soit du type imbriqué.
Dans la fig. 7, même remarque, chaque demi-spire comporte une courte partie 20 encadrée de deux parties d'incli- misons inverses 19 et 21, cette déformation visant surtout à équilibrer las deux moitiés de la surface embrassée par une spire de part et d'autre du rayon moyen de la couronne couverte par le bobinage. Les configurations de demi-spires des fig. 5 à 7, et toutes configurations qui peuvent en être déri vées, assurent l'accroissement des longueurs des par ties actives des conducteurs dans le champ magné tique de l'entrefer.
Des bobinages comprenant des conducteurs de formes arquées sont montrés sur les figures suivan tes. De façon générale, ces fourmes conduisent à des accroissements de la section embrassée par chaque spire complète vis-à-vis de la section ainsi embras sée dans le cas de la fig. 1. Sur les fig. 8 et 9, les conducteurs 22 et 23, respectivement, sont incurvés avec un rayon de courbure constant pour réunir les plots 2 et 3. Sur la fig. 9, ils partent tangen tiellement des plots intérieurs 3 du bobinage. De tel les configurations sont également faciles à réaliser. Cependant, il faut faire varier le rayon de cour bure si l'on, désire réaliser un bobinage de type imbriqué, voir alors la fig. 16, où les conducteurs 30 sont disposés sur la face avant et les conducteurs 31 sur la face arrière.
Bien entendu, on peut avoir recouru à une confi guration faisant intervenir à la fois des portions linéaires et des pontions incurvées, par exemple com me indiqué sur la fig. 10, dans laquelle les con ducteurs sont formés de têtes de bobine intérieures droites, de longueur réduite, en 24, prolongées par des arcs 25.
L'inversion d'orientation de deux portions incwr- vées d'une demi-spire est, à titre d'exemple, montrée sur la fig. 11, dans laquelle, pour une demi-spire, deux partions 26 et 27 se succèdent en continuité mais avec des orientations inverses de lem rayons de courbure. La fig. 15 est une variante de la fig. 11 dans laquelle les extrémités des conducteurs 28 de la face gavant et 29 de la face arrière forment directement les plots terminaux des demi-spires.
Les enroulements susdécrits sont destinés à être incorporés principalement dans des machines du genre de celle dont la vue en coupe est indiquée sur la fig. 12. Dans cette figure, 1 désigne un disque isolant, 2 et 3 files conducteurs formant dies diemispi- ras, 4 et 5 les comn:exions entre files conducteurs.
Le disque 1 est porté par non. moyeu 6 sur un arbre 7. L'ambre est monté datas des paliers 11 et 18 pontés par des plaques die montage 9 et 17.
Une des plaques porte des pôles inducteurs tels que 12 et 13 se terminue pair des épanouissements polaires tels que 14 et 15. Ces pôles sont montés sur un anneau magnétique 16 formant culasse com mune. L'autre élément de stator ne comprend qu'une simple culasse magnétique 10 pour fermer le flux, mais il pourrait aussi bien être identique eu pre mier.
Des balais tels que 8 portés pas la plaque 9 pas sent à travers la culasse 10 et viennent porter sur le bobinage du rotor. Ces balais pourraient passer entre les pôles inducteurs. Un bobinage ondulé- série ne nécessite qu'une paire de balais, un bobi nage imbriqué autant de paires de balais que de pares de pôles, comme connu.
On peut alors donner aux épanouissements polai res des formes adaptées à peu près aux configura tions des spires du bobinage. Ceci aura deux effets : l'un d'économiser, et en fait de concentrer le flux magnétique dam les aires offertes par les parties actives des bobinages, l'autre d'améliorer la forme d'onde créée dans ce bobinage parce flux magnéti que; l'un et l'autre de ces effets sont d'ailleurs déjà et en majeure partie, réalisés avec les configurations des seuls bobinages.
Pour les configurations des spires des fig. 15 et 16, cette conformation des épanouissements polaires serra oblongue, comme montré sur les fig. 13 et 14. Dans ces figures, on considère une machine à huit pôles; les épanouissements polaires sont indiqués en 19, 20 et 14. Lorsque la largeur radiale n'est pas trop grande, fig. 13, chaque épanouissement polaire sera excité par un seul aimant tel que ceux indi qués en 12, 21 et 22 pour magnétiser les épanouis sements polaires. Lorsque cette iargeur est trop grande par rapport aux caractéristiques d'induction des aimants, on associera une paire d'aimants à cha que épanouissement, comme indiqué sur la fig. 14. Dans cette figure, on e montré deux sonnes d'aimants, l'une 23, 25 et 28, l'autre 24, 26 et 27, coopérant avec les épanouissements polaires 14, 19 et 20.