Machine électrique tournante<B>à</B> entrefer axial La présente invention concerne une machine électrique tournante<B>à</B> entrefer axial. On connaÎt <B>déjà</B> de telles machines<B>à</B> éléments discoïdaux qui comprennent des bobinages formés de conducteurs plats adhérant intimement aux faces d'un support mince isolant sur lesquelles ils sont uniformément répartis en deux jeux de demi-spires interconnec tées eune face<B>à</B> rautre du support pour former un bobinage complet.
De tels bobinages peuvent être utilisés aussi bien en courant continu qu#en courant alternatif dans les rotors et stators des machines<B>à</B> entrefer axial. Lorsqu'un tel bobinage est utilisé dans un rotori les balais portent directement sur ses conducteurs, s'il s'agit d7une machine<B>à</B> courant continu, ou bien des bagues venues avec lui ou portées séparément par l'arbre coopèrent avec des frotteurs, s'il s'agit & une machine<B>à</B> courant alternatif.
Le bobinage avec son support isolant peut<B>à</B> lui seul constituer le rotor et être introduit dans un entrefer délimité par deux anneaux statoriques dont l'un, au moins, consiste en une couronne de pôles inducteurs, l'autre pou vant seulement comporter une culasse magnétique. Plusieurs bobinages peuvent être empilés dans un même entrefer, par exemple pour être interconnec tés en série ou pour être mis progressivement en service selon les besoins, ou encore pour être l'un alimenté, l'autre générateur de courant; et ainsi de suite<B>...</B>
De tels bobinages peuvent aussi être utilisés dans la partie statorique d'une machine, notamment comme inducteurs dans des machines<B>à</B> courant alternatif<B>;</B> ils sont alors appliqués sur des couron nes magnétiques, de préférence dépourvues de cou rants de Foucault. Le rotor peut alors comprendre un ou plusieurs bobinages<B>à</B> balais, bagues ou col- lecteurs, ou bien il peut comprendre une cage d'écu reuil développée en un anneau plan.
De telles machines sont,<B>à</B> simple titre indicatif, représentées sur les schémas des fig. <B>1 à 3.</B>
Dans la fig. <B>1,</B> on voit en<B>1</B> un rotor comprenant un bobinage<B>1</B> imprimé sur les deux faces d!un sup port isolant monté sur un moyeu -porté par un arbre<B>8</B> tourillonné entre des paliers<B>7</B> portés par des plaques de montage 4 et<B>6.</B> Le stator comprend deux éléments encadrant le rotor, run de ces éléments comprenant une couronne de pôles inducteurs 2 montés sur un anneau magnétique<B>3</B> et l'autre<B>élé-</B> ment consistant en un simple<U>anneau</U> magnétique<B>5</B> formant culasse de fermeture du flux des aimants de l'inducteur.
On pourrait encadrer le rotor de deux ensembles de poÉ'les inducteurs, ou encore acco ler au bobinage rotorique l'anneau de culasse ma gnétique<B>5.</B> Au lieu de pôles inducteurs saillants, et surtout pour les petites machines, on pourrait uti liser un anneau de ferrite coercitive dans laquelle des pôles magnétiques auraient été formés par aimantation rémanente préalable.
Dans la fig. 2, le même rotor est encadré par deux éléments statoriques comprenant chacun, sur une couronne magnétique<B>3</B> ou<B>5,</B> un bobinage imprimé<B>10</B> ou<B>11, -</B>et ces bobinages seront bien entendu alimentés pour engendrer un champ tour nant. Le rotor pourra être muni de balais, ou de bagues collectrices selon le fonctionnement requis, comme pouvait Fêtre le rotor de la fig. <B>1.</B> Un des bobinages statoriques peut être omis et remplacé par un simple anneau de culasse magnétique.
Les cou ronnes<B>3</B> et<B>5</B> sont réalisées de manière<B>à</B> être dépourvues de courants de Foucault et, par exemple, peuvent être-réalisées en une tôle magnétique spi ralée. Les bobinages sont collés<B>ou</B> autrement fixés sur les faces de ces couronnes par Pintermédiaire de couches isolantes.<B>\</B> Dans la fig. <B>3,</B> le stator a même structure que dans la fi-. 2 mais le rotor, au lieu de comprendre un bobinage imprimé, consiste en un élément 14 formant une cage d'écureuil développée en un anneau.
Un des éléments de stator peut être omis si désiré, ou bien un'seul bobinage statorique peut être encadré de deux éléments de rotor, 17un en cage d'écureuil comme dit, l'autre pouvant présenter une couronne de pôles magnétiques.
Un avantage important des machines compre nant de tels bobinages et de telles structures magné tiques réside dans la suppression des encoches, ce qui élimine des distorsions du champ magnétique. Un autre avantage important réside dans la capa cité de courant que peuvent supporter les con ducteurs<B> </B> imprimés<B> .</B> D'autres avantages notables résident tant dans la compacité des machines ainsi réalisées que dans les possibilités offertes au cons tructeur de fabriquer des petites machines avec un grand nombre de pôles sans aucune difficulté de câblage.
Il n'en est pas moins vrai que, dans de telles machines comprenant ces bobinages, l'épaisseur des conducteurs de cuivre se situe entièrement dans rentrefer magnétique<B>;</B> par suite, on doit<B>y</B> établir une intensité de champ magnétique élevée. Ceci est tout<B>à</B> fait admissible aux petites puissances, d7au- tant plus qualors l'épaisseur des conducteurs impri més est réduite vis-à-vis<B>de</B> celle qui serait néces saire pour des conducteurs non imprimés pour les mêmes intensités de courant.
Mais lorsqu'on aug mente la puissance,<B>il</B> faut accroître l'épaisseur des conducteurs de cuivre et ceci est évidemment un inconvénient, car cet accroissement d'épaisseur réduit l'induction magnétique dans Fentrefer, et augmente les fuites. Il faudrait donc accroître le courant magnétisant dans les inducteurs, d7où une baisse de rendement énergétique de ces machines.
Pour remédier tout au moins partiellement<B>à</B> cet inconvénient, la titulaire a proposé, dans son bre vet No <B>364027,</B> d#établir les conducteurs en un maté riau<B>à</B> la fois magnétique et conducteur, tel que le fer. Dans certains cas, cette solution West cepen dant pas avantageuse car la résistivité de tels'maté- riaux est appréciablement plus élevée que celle du cuivre, d7où une augmentation des pertes.
Le but de la présente invention est de fournir une machine électrique tournante<B>à</B> entrefer axial, notamment<B>à</B> courant alternatif, dont le bobinage est agencé de telle manière que les pertes et le cou rant magnétisant soient réduits, mais que l'induc tion dans l'entrefer soit notablement plus élevée pour une même intensité du champ inducteur.
Conformément<B>à</B> l'invention, cette machine com prend un bobinage formé de deux jeux de conduc teurs plats formant des demi-spires et adhérant intimement aux faces opposées d'un support isolant, les extrémités de ces conducteurs situées en regard les unes des autres étant reliées par des connexions s'étendant d'une face<B>à</B> l'autre du support<B>de</B> manière que rensemble de ces conducteurs forme un bobi nage complet, et est caractérisée en ce que chaque conducteur formant une demi-spire présente une découpe remplie dun matériau magnétique, cette découpe s'étendant longitudinalement au moins sur la partie active du conducteur disposée dans le flux magnétique de l'entrefer de la machine.
Les fig. 4<B>à 9</B> du dessin annexé représentent,<B>à</B> titre d#exeraple, quelques formes d7exécution de la machine objet de rinvention.
La fig. 4 est une vue de face, et la fig. <B>5</B> une coupe eun bobinage du type imbriqué.
La fig. <B>6</B> est une vue de face, et la fig. <B>7,</B> une coupe, d'un autre bobinage du type imbriqué.
Ces deux bobinages, dont le nombre de spires et donc<B>de</B> conducteurs par face est donné<B>à</B> simple titre illustratif et peut être varié<B>à</B> volonté selon les besoins, peuvent être utilisés au choix dans le rotor ou le stator d'une machine électrique tournante<B>du</B> type décrit ci-dessus en relation avec les fig. <B>1 à 3.</B> Comme dans la fig. <B>3,</B> on a considéré un rotor en cage d!écureuil <B>;
</B> on a de plus indiqué, en une vue de face sur la fig. <B>8</B> et une vue en coupe sur la fig. <B>9,</B> comnien réaliser alors un élément en cage d'écureuil pour conserver les avantages fournis par les bobinages qui seront décrits.
Un bobinage formé de conducteurs imprimés sur les deux faces d'un support isolant est constitué d'une façon générale par deux jeux de demi-spires, un sur chaque face du support isolant mince inter calaire<B>15</B> (fig. <B>5</B> et<B>7).</B> Chaque jeu de demi-spires a même configuration d#une face<B>à</B> l'autre mais, évi demment, les parties inclinées, extérieures<B>16</B> et intérieures<B>17,</B> qui prolongent de part et & autre les parties sensiblement radiales médianes des conduc teurs, qui en sont les parties actives situées dans le champt magnétique, présentent des inclinaisons opposées sur les deux faces.
Ces parties inclinées (qui peuvent être incurvées si désiré, voir fig. <B>6)</B> peuvent présenter la même orientation sur chaque face dans la couronne extérieure et dans la cou ronne intérieure, dans le cas d'un bobinage ondulé- série. Elles sont d'orientations contraires dans le cas d'un bobinage imbriqué (fig. 4 et<B>6).</B> Le nombre de conducteurs par face d'un bobinage ondulé-série est impair, celui d'un bobinage imbriqué est pair.
Ces parties terminales des conducteurs formant des demi-spires aboutissent<B>à</B> des<B> </B> plots<B> ,</B> extérieurs<B>18,</B> intérieurs<B>19,</B> disposés suivant deux couronnes péri phériques sur le support isolant. Ces plots se font face d7un côté<B>à</B> l'autre du support isolant et c'est <B>à</B> travers eux que sont formées les connexions d#une face<B>à</B> l'autre, 20 pour la couronne extérieure, 21 pour la couronne intérieure, qui sont constituées, par exemple, par des métallisations de trous traver sant ces plots et le support isolant<B>15.</B> C'est, après que le nombre de conducteurs de demi-spires a été choisi,
le choix des inclinaisons des parties extrêmes de ces conducteurs qui détermine, grâce auxdites connexions, la configuration de ces bobinages.
Dans les bobinages antérieurs, les conducteurs entièrement en cuivre, ou en fer, comme dit, avaient leurs parties médianes sensiblement radiales et sec- torales et ces parties coopéraient avec le champ magnétique de l'entrefer dans lequel elles étaient introduites. Dans les bobinages représentés, chaque partie médiane d'un conducteur formant une demi- spire présente une découpe allongée 22, et par exemple sensiblement sectorale également, qui est, remplie d7un matériau magnétique.
Chaque conduc teur a donc en fait sa partie médiane divisée en deux branches<B>23</B> et 24 encadrant cette languette magnétique 22 et se raccordant en commun aux parties terminales inclinées<B>16</B> et<B>17.</B> Que la lan guette magnétique, qui est le plus souvent conduc trice, soit ou non électriquement connectée aux deux branches de la partie centrale du conducteur est indifférent. Cette languette et ces branches ont été désignées par les mêmes indices de référence sur les fig. 4,<B>5</B> et<B>6, 7.</B>
Chaque fente 22 peut, si désiré, être prolongée plus ou moins dans les parties inclinées des conduc teurs formant des<B>-</B> demi-spires, ceci est une simple question de choix pour le réalisateur. En particulier, lorsque les parties médianes actives des conducteurs sont plus ou moins confondues avec les parties inclinées, ceci afin d'augmenter la sur-face active dans l'entrefer magnétique et de réduire les surfaces inactives de<B> </B> têtes de bobine<B> ,</B> comme exposé et décrit par exemple dans le brevet addition nel No <B>363081</B> de la titulaire (dans lequel, dans cer tains cas même, on a décrit des conducteurs entiè rement incurvés entre les plots terminaux),
les fen tes seront prolongées pratiquement sur la longueur quasi totale de tels conducteurs.
Pour réaliser de tels bobinages formés de deux matériaux, on peut former par<B> </B> impression<B> </B> soit les parties en cuivre, soit les parties en fer et rap porter ensuite les parties formées par le second matériau. Par exemple, on peut coller deux anneaux minces de fer sur le support diélectrique mince et photograver ces anneaux pour former les aires magnétiques 22, puis procéder au cuivrage des par ties nues du support diélectrique en protégeant le fer par une<B> </B> grille<B> ;</B> ou inversement, on peut col ler deux anneaux de cuivre et les photograver puis rapporter, par collage, des languettes de fer dans les surfaces nues du support (ou bien déposer sur ces surfaces du fer colloïdal)<B>;</B> et ainsi<B>de</B> suite, tout pro cédé de formation étant utilisable.
Quant au bobinage en cage d'écureuil qui sera, pour la réalisation de certaines machines, associé aux bobinages susdécrits, en tant que rotor, il se compose (fig. <B>8</B> et<B>9)</B> d7un- disque de cuivre<B>25</B> dans lequel ont été insérés des<B> </B> coins<B> </B> de fer<B>26, à</B> force par exemple.
En ce qui concerne l'alimentation des bobinages décrits, celle-ci peut se faire, comme il a été dit, par des balais et des bagues collectrices pour les bobina ges utilisés dans les rotors, les bagues étant reliées <B>à</B> des prises établies sur des plots<B>-</B> des bobinages. Pour les bobinages statoriques, de simples prises suffisent évidemment pour assurer leur alimentation.