FR2788384A1

FR2788384A1 - Machine dynamoelectrique

Info

Publication number: FR2788384A1
Application number: FR9912087A
Authority: FR
Inventors: Akihiro Daikoku; Toshinori Tanaka; Kiyohide Okamoto; Shuji Isono; Akihiko Imagi; Yoshio Yoshikuwa; Masafumi Okazaki; Kyohei Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-09-28
Also published as: US6075305A; DE19950370B4; JP2000209819A; FR2788384B1; DE19950370A1; JP3450732B2

Abstract

La machine dynamoélectrique satisfait à une relationReq >=(tau0 .(r1*tau)/(S/3)*(2,5),dans laquelle rho0 (en OMEGAm) est la résistivité du fil de l'enroulement (5) d'induit, S (en m2 ) est la surface de la section des portions conductrices du fil, r1 (en mètres) est le rayon de rotation des portions de connexion entre les connexion équipotentielle (6) et les circuits d'induit, à savoir l'enroulement (5) d'induit, les éléments (11) de raccordement ou les segments (9) de collecteur, tau (en radians) est le pas des paires de pôles, et Req (en ohms) est la résistance de la connexion équipotentielle (6).L'invention peut être utilisée pour fabriquer des moteurs électriques simples et peu onéreux, dans lesquels les courants dans les balais sont empêchés d'atteindre une valeur dangereuse.

Description

La présente invention concerne une machine dynamoé-

lectrique dans laquelle une régulation de courant est réali-

sée en plaçant des balais en contact avec des segments de collecteur. La figure 12 est une vue partielle en coupe d'un

moteur électrique à courant continu, multipolaire, à enrou-

lement imbriqué, qui est une machine dynamoélectrique clas-

sique. Dans ce moteur électrique, un assemblage 101 de

collecteur est disposé au voisinage d'un induit 100.

L'induit 100 comprend: un noyau 102 ayant des enco-

ches s'étendant longitudinalement, et un enroulement 103 d'induit composé d'un conducteur enroulé par un procédé de

bobinage à imbrication à travers les encoches.

L'ensemble ou l'assemblage 101 de collecteur com-

prend: une pluralité de segments 104 de collecteur disposés de manière circonférentielle; des éléments montants 106 de raccordement disposés à des parties ou portions d'extrémité

des segments 104 de collecteur; des balais (non représen-

tés) entrant en contact avec les segments de collecteur; et des connexions équipotentielles 107 reliant électriquement des segments 104 de collecteur qui doivent avoir le même potentiel électrique au moyen des éléments montants 106 de raccordement. Dans le moteur électrique ci-dessus, en envoyant un

courant électrique à l'enroulement 103 d'induit depuis l'ex-

térieur au moyen des balais entrant en contact avec les seg-

ments 104 de collecteur, l'induit 100 et l'assemblage 101 de collecteur qui sont fixés à un arbre de rotor (non

représenté) tournent ensemble avec l'arbre de rotor en rai-

son d'une action électromagnétique.

Les connexions équipotentielles 107 sont disposées

dans le but d'empêcher des courants déséquilibrés de circu-

ler dans les balais, et étant donné qu'elles sont reliées à

des segments de collecteur qui doivent avoir le même poten-

tiel électrique, normalement un courant ne circule pas en elles. Cependant, des phénomènes de déséquilibre peuvent survenir pour diverses raisons telles que des erreurs de

fabrication, et en conséquence, des étincelles de commuta-

tion de balais, etc. peuvent être créées, et un courant cir-

cule alors dans les connexions équipotentielles 107 pour

supprimer ces déséquilibres.

Des portions 108 d'extrémité des connexions équipo-

tentielles 107 représentées à la figure 13 sont fixées aux

éléments montants 106 par brasage, etc. Les connexions équi-

potentielles 107 sont fixées et supportées par des pièces 109 de fixation, comme représenté à la figure 12, permettant aux connexions équipotentielles 107 de résister à la force centrifuge. De plus, comme l'enroulement d'induit, les connexions équipotentielles 107 sont normalement composées de fil de cuivre ou d'un conducteur, et la section des

connexions équipotentielles 107 est connue pour être optima-

le quand elle est comprise entre environ la moitié et le tiers de la section du fil de l'enroulement 103 d'induit

(voir le livre "Electrical Machines Compendium, Direct Cur-

rent Machines, Chapitre 10, Armature Windings, 10.3 Lap Win-

dings and Wave Windings", publié par l'"Institute of Electrical Engineers", ou le document "Equalizing Coils and Commutation, RM-98-11, Institute of Electrical Engineers,

Dynamo Workshop Data", par exemple).

Pour minimiser la quantité de métal dans les

connexions équipotentielles 107 ou réduire autant que possi-

ble l'espace qu'elles occupent, il est courant de relier des points devant être connectés sur la distance la plus courte possible tout en assurant une séparation suffisante pour que les connexions équipotentielles 107 n'interfèrent pas les unes avec les autres. Ici, "points devant être connectés" désigne des points sur un circuit d'induit (constitué par

l'enroulement d'induit, les éléments montants, et les seg-

ments de collecteur) qui sont toujours au même potentiel, quel que soit leur position sur l'induit 100, tels que les segments 104 de collecteur séparés par le même pas que les

paires de pôles, par exemple.

Les valeurs de résistance des connexions équipoten-

tielles 107, dans de tels cas, seront décrites au moyen de

la figure 14.

La figure 14 est un diagramme représentant les élé-

ments montants et l'une des connexions équipotentielles 107

au voisinage du collecteur 105 du côté de l'induit 100. Com-

me représenté à la figure 14, la valeur moyenne du rayon de

rotation des portions de liaison entre la connexion équipo-

tentielle 107 et les circuits d'induit (dans ce cas, les éléments 106 de raccordement) est désignée par rl(m), et le pas des paires de pôles est désigné par T (radians). De plus, quand la résistivité de l'enroulement 103 d'induit est p0 (Q. m) et l'aire de la section des portions conductrices de l'enroulement 103 d'induit est S (en m2), si la valeur de la valeur de résistance de référence Ro (Q) est définie comme Ro = (p, -(rl*t)/(S/3),

la valeur de la résistance des connexions équipoten-

tielles 107 qui sont composées du même matériau que l'enrou-

lement d'induit est généralement conçue pour être

approximativement égale à deux fois cette valeur au maximum.

En d'autres termes, la valeur satisfait à l'expression:

Req < Ro * 2.

Le circuit électrique, dans ce cas, est représenté à la figure 15. La figure 15 est un exemple dans lequel les connexions équipotentielles 107 sont disposées sur tous les segments 104 de collecteur quand il y a quatre pôles et vingt-quatre segments de collecteur. Dans un enroulement imbriqué, il est courant de prévoir un nombre de balais égal à celui des pâles, c'est-à-dire quatre balais 110 dans le cas de la figure 15, deux de chaque polarité (positive et

négative). Dans ce cas, s'il n'existe absolument aucune cau-

se de déséquilibre due à un usinage déséquilibré, etc., le potentiel électrique aux deux extrémités de toutes les connexions équipotentielles 107 est égal, et aucun courant ne circule dans les connexions équipotentielles 107. De plus, si les courants circulant dans les quatre circuits en

parallèle présents sous le pôle principal sont donnés res-

pectivement par il, i2, i3 et i4, étant donné que les va-

leurs de il et i2 sont égales respectivement à celles de i3 et i4, les valeurs des courants circulant dans chacun des

balais 110 sont toutes égales.

Dans un moteur électrique classique à courant conti-

nu tel que celui décrit ci-dessus, il peut exister des dif-

férences entre des balais individuels 110 de la même polarité, et si un déséquilibre a lieu entre les chutes de tension dans les balais 110 (diminutions de tension dues à une résistance et à une résistance de contact des balais

), un courant circule dans les connexions équipotentiel-

les 107, agissant dans une direction qui rend égaux les po-

tentiels électriques aux deux extrémités des connexions

équipotentielles 107.

La figure 16 est un diagramme de circuit représen-

tant un cas o il existe des différences entre les résistan-

ces de contact de balais individuels 110 et o un

déséquilibre est survenu entre les circuits en parallèle.

Dans le diagramme, les résistances de contact entre les ba-

lais 110 du côté positif et les segments de collecteur sont exprimées respectivement par RB1, RB2, RB3 et RB4, et les résistances des connexions équipotentielles 107 sont données respectivement par Reql et Req2. Normalement, RB1 et RB2,

RB3 et RB4 sont constamment égales, et aucun courant ne cir-

cule dans les résistances Req1 et Req2 de connexion équipotentielle. Maintenant, supposons qu'il existe un déséquilibre entre RB1 et RB3, tel que

RB1 << RB3

Si Reql est suffisamment petit, au lieu du courant i3 fourni par l'intermédiaire de la portion RB3 de contact

du balai inférieur, ce courant sera fourni par l'intermédi-

aire de la portion de contact (valeur de résistance RB3) du balai supérieur 110. En conséquence, le courant circulant

dans le balai supérieur 110 sera environ trois fois le cou-

rant circulant dans le balai inférieur 110, et la valeur

admissible de courant du balai supérieur sera dépassée, pro-

voquant non seulement une fusion de pièces périphériques aux balais 110 due à une production de chaleur par le balai 110, mais conduisant finalement à la fusion du balai supérieur lui-même. Pour l'éviter, il a été nécessaire de prendre des mesures telle que de prendre une moyenne des différences entre les chutes de tension dans les balais individuels 110

et de réduire des déséquilibres dans les circuits en conce-

vant les balais 110 ayant une tolérance de courant supérieu-

re à ce qui est nécessaire, afin de pouvoir faire face à des déséquilibres de courant dus à des différences entre les

résistances de contact de balais individuels 110, ou en dis-

posant une pluralité de segments 1t0a à 110d de balai en

contact avec le même segment 104 de collecteur, comme repré-

senté à la figure 17.

Ainsi, dans un moteur électrique classique à courant

continu, un problème a été la nécessité d'assurer une tolé-

rance suffisante en courant dans les balais 110, ou d'aug-

menter la précision d'usinage pour réduire des différences individuelles, entraînant ainsi des augmentations de coût,

des augmentations de taille et une productivité médiocre.

La présente invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus, et un but de la présente invention est de fournir une machine dynamoélectrique ayant des propriétés supérieures tout en empêchant les courants dans les balais

de dépasser des valeurs admissibles.

Dans ce but, selon la présente invention, il est créé une machine dynamoélectrique comprenant un induit ayant

un noyau muni d'une pluralité d'encoches s'étendant longitu-

dinalement et d'un enroulement d'induit formé en bobinant un

fil dans les encoches; un ensemble ou assemblage de collec-

teur ayant une pluralité de segments de collecteur disposés

sur lui, des éléments de raccordement disposés sur des par-

ties ou portions d'extrémité des segments de collecteur, et des balais en contact avec les segments de collecteur; une

connexion équipotentielle reliant électriquement des por-

tions de circuit d'induit comprenant l'enroulement d'induit, les éléments de raccordement et les segments de collecteur qui doivent avoir le même potentiel électrique, la machine dynamoélectrique satisfaisant à une expression: Req >

(p0.(rl*t)/(S/3)*(2,5), dans laquelle p0 (en Q.m) est la ré-

sistivité du fil de l'enroulement d'induit, S (en m2) est la surface de la section des portions conductrices du fil, rl

(en m) est le rayon de rotation des portions de liaison en-

tre les circuits d'induit et la connexion équipotentielle, X (en radians) est le pas de paires de pôles, et Req (en ohms)

est la résistance de la connexion équipotentielle.

La figure 1 est un diagramme de la construction com-

plète d'un moteur électrique à courant continu selon le mode de réalisation n 1 de la présente invention; la figure 2 est une vue de face de l'assemblage de collecteur de la figure 1 et de son voisinage; la figure 3 est une vue de côté de l'assemblage de collecteur de la figure 1, prise depuis le côté de l'induit; la figure 4 est une vue de face de l'assemblage de collecteur de la figure 1 et de son voisinage; la figure 5 est une vue de côté de l'assemblage de collecteur de la figure 1, prise depuis le côté de l'induit; la figure 6 est une vue de face d'un assemblage de

collecteur selon le mode de réalisation n 2 et de son voi-

sinage; la figure 7 est une vue de côté de l'assemblage de collecteur de la figure 6, prise depuis le côté de l'induit; la figure 8 est une vue de face d'un assemblage de

collecteur selon le mode de réalisation n 3 et de son voi-

sinage; la figure 9 est une vue de côté de l'assemblage de collecteur de la figure 8, prise depuis le côté de l'induit; la figure 10 est un diagramme comparant le diamètre du fil dans l'enroulement d'induit avec celui des connexions équipotentielles dans le moteur électrique selon le mode de réalisation n 3;

la figure 11 est un graphique représentant la rela-

tion entre des déséquilibres de courant de balai et des va-

leurs de résistance des connexions équipotentielles selon la présente invention; la figure 12 est une vue partielle en coupe d'un moteur électrique classique à courant continu; la figure 13 est une vue en perspective d'une connexion équipotentielle de la figure 12;

la figure 14 est un diagramme représentant la dispo-

sition des éléments de raccordement et d'une connexion équi-

potentielle de la figure 12; la figure 15 est un diagramme électrique de circuit d'un moteur électrique classique à courant continu; la figure 16 est un diagramme électrique de circuit représentant des déséquilibres de courant de balai dans les

circuits électriques d'un moteur électrique classique à cou-

rant continu; et

la figure 17 est un diagramme de structure représen-

tant un exemple d'une pluralité de segments de balais dispo-

sés en contact simultané avec un segment de collecteur dans les circuits électriques d'un moteur électrique classique à

courant continu.

Le mode de réalisation n 1 va être décrit mainte-

nant en utilisant les figures 1 à 5.

La figure 1 est un diagramme de la construction com-

plète d'un moteur électrique à courant continu, qui est une machine dynamoélectrique selon le mode de réalisation n 1

de la présente invention, dans lequel: le numéro de réfé-

rence 1 désigne une carcasse de stator; 2 désigne des ai-

mants permanents fixés autour de la surface circonférentielle intérieure de la carcasse de stator; 3 désigne un arbre de rotor disposé de manière à tourner li- brement à l'intérieur de la carcasse 1 de stator; 4 désigne

un noyau fixé à l'arbre 3 de rotor: 5 désigne un enroule-

ment d'induit composé d'un fil bobiné dans des encoches dans

le noyau 4; 7 désigne des balais s'appuyant contre la sur-

face d'un collecteur 8; et 6 désigne des connexions équipo-

tentielles disposées à une extrémité du collecteur 8.

Le collecteur 8 comprend une pluralité de segments 9 de collecteur disposés avec un pas uniforme autour de sa

circonférence, des éléments montants 11 de raccordement dis-

posés sur des parties ou portions d'extrémité des segments 9

de collecteur, et une portion moulée 10 de collecteur dispo-

sée à l'intérieur des segments 9 de collecteur pour fixer les segments 9 de collecteur et assurer une isolation entre

les segments 9 de collecteur.

De plus, le noyau 4 et l'enroulement 5 d'induit constituent un induit, et le collecteur 8 et les balais 7

constituent un ensemble ou assemblage de collecteur.

L'enroulement 5 d'induit est composé d'un fil en cuivre émaillé susceptible d'être bobiné à la machine, et est relié électriquement aux segments 9 de collecteur au moyen des éléments 11 de raccordement en forme de crochet

disposés sur des portions d'extrémité des segments 9 de col-

lecteur. Dans le but d'améliorer la facilité de bobinage de l'enroulement 5 d'induit pendant le processus de bobinage automatique, d'empêcher qu'une contrainte excessive agisse sur les éléments 11 de raccordement, et de raccourcir la longueur axiale des portions d'extrémité de l'enroulement d'induit, les bobinages de l'enroulement 5 d'induit sont des "enroulements doubles", dans lesquels un fil fin ayant un diamètre donnant approximativement la moitié de la surface de section nécessaire dans la portion conductrice est bobiné

en double.

Les figures 2 et 4 sont des vues de face du collec-

teur 8 de la figure 1 et de son voisinage, et les figures 3 et 5 sont des vues de côté du collecteur 8 prises depuis le

côté d'induit. De plus, seule une des connexions équipoten-

tielles 6 est représentée dans les figures 4 et 5. En outre, l'enroulement 5 d'induit, etc., ont été omis et seules des

portions intéressantes sont représentées.

Les connexions équipotentielles 6 forment des pièces séparées des éléments montants 11 de raccordement et sont

composées du même matériau de fil que l'enroulement 5 d'in-

duit, à savoir un fil de cuivre émaillé. Etant donné que l'enroulement 5 d'induit est à double bobinage et que les connexions équipotentielles 6 sont simples, la surface de

section des portions conductrices des connexions équipoten-

tielles 6 est la moitié de la surface de section des por-

tions conductrices de l'enroulement 5 d'induit. Etant donné

que les connexions équipotentielles 6 sont des pièces sépa-

rées des éléments 11 de raccordement, de cette manière elles

peuvent être conçues pour avoir une capacité en courant in-

férieure à celle de l'enroulement 5 d'induit.

Les extrémités des connexions équipotentielles 6 sont fixées chacune aux éléments 11 de raccordement en forme de crochet disposés sur les segments de collecteur. Après que l'on a fixé les connexions équipotentielles 6, le fil de l'enroulement 5 d'induit est, de même, fixé aux éléments 11 de raccordement, et ensuite tous sont reliés électriquement

par fusion ou un procédé similaire. Autrement dit, une fu-

sion, ou un procédé similaire, est réalisée avec le fil de l'enroulement 5 d'induit et les connexions équipotentielles

6 reliées aux mêmes éléments 11 de raccordement.

Les connexions équipotentielles 6 établissent cons-

tamment une liaison entre des segments 9 de collecteur qui doivent avoir le même potentiel électrique, quelle que soit

la position de l'induit. Ce mode de réalisation est un exem-

ple d'une machine à 4 pôles et 22 encoches et relie des seg-

ments 9 de collecteur positionnés à un angle mécanique de a

(radians) l'un de l'autre.

Ici, les connexions équipotentielles 6 sont enrou-

lées plusieurs fois autour de l'arbre 3 de rotor. En utili-

sant cette construction, les valeurs de résistance peuvent être augmentées tout en utilisant les mêmes matériaux de fil que le fil dans l'enroulement 5 d'induit. Par exemple, si le rayon de rotation des éléments 11 de raccordement disposés

sur les segments 9 de collecteur est de 12 mm, et le diamè-

tre de l'arbre 3 de rotor est de 12 mm, la longueur de cha-

cune des connexions équipotentielles 6 quand les connexions équipotentielles 6 sont disposées en demi-cercles autour du collecteur 8 est de 40 mm, mais en les enroulant trois fois autour de l'arbre 3 de rotor, la longueur des connexions équipotentielles 6 peut être augmentée jusqu'à environ 150 mm, soit environ 3,75 fois plus. En supposant que le même matériau est utilisé, parce que la résistivité est la même, même si on tient compte du rapport des surfaces de section des portions conductrices, des valeurs de résistance de plus de 2,5 fois la valeur de la résistance de référence peuvent être obtenues. Dans ce cas, il a été possible de supprimer des déséquilibres de courant entre deux ensembles de balais

7 ayant respectivement la même polarité positive ou négati-

ve, dans des limites acceptables.

En sélectionnant de manière appropriée les valeurs

de résistance des connexions équipotentielles, il est possi-

ble, de cette manière, d'absorber des différences entre les chutes de tension dans des balais individuels 7, permettant au courant moyen circulant dans chacun des balais d'être égalisé. En conséquence, il n'y a plus besoin de concevoir les balais 7 avec une tolérance en courant supérieure à ce qui est nécessaire, ce qui permet de réduire la taille des balais. De plus, étant donné que des différences entre des balais individuels 7 peuvent être compensées dans ce mode de

réalisation, il n'est plus nécessaire de disposer une plura-

lité de segments 110Oa à 110d de balai en contact avec le même segment 104 de collecteur comme représenté à la figure 17, ce qui permet de réduire à un seul le nombre de segments de balai en contact avec le même segment de collecteur. En conséquence, le nombre d'éléments et le nombre d'étapes

d'assemblage peuvent être réduits, ce qui permet à des ré-

ductions de taille et à des réductions de coût d'être mises en oeuvre dans le moteur.

La figure 6 est une vue de face partielle d'un mo-

teur électrique à courant continu selon le mode de réalisa-

tion n 2, et la figure 7 est une vue de côté de la figure 6, prise depuis le côté de l'induit. Des portions identiques ou analogues à celles des figures 1 à 5 seront décrites en

utilisant la même numérotation.

Le fil des connexions équipotentielles 16, dans ce

mode de réalisation, diffère du fil de l'enroulement 5 d'in-

duit en ce qu'il est composé de fil en laiton émaillé. Les

liaisons avec les segments 9 de collecteur et d'autres par-

ties de la construction sont les mêmes que pour le mode de

réalisation nD 1.

Dans ce mode de réalisation, parce que la résistivi-

té du laiton est égale à environ quatre fois celle du cui-

vre, la résistance des connexions équipotentielles 16 peut être augmentée, et de plus la construction dispose les connexions équipotentielles 16 en demi-cercles autour du collecteur 8 pour minimiser leur longueur. En utilisant du

fil de laiton de cette manière, il a été possible de confé-

rer aux valeurs de résistance des connexions équipotentiel-

les 16 plus de 2,5 fois la valeur de la résistance de référence tout en minimisant l'espace occupé par les

connexions équipotentielles 16. Dans ce cas, il a été possi-

ble de supprimer des déséquilibres de courant entre des ba-

lais 7 ayant la même polarité, dans des limites acceptables

de tolérance.

De plus, des connexions équipotentielles 16 en lai-

ton ont été utilisées dans ce mode de réalisation, mais le matériau des connexions équipotentielles n'est pas limité au laiton et peut être du laiton rouge, du cupronickel ou du

fer, par exemple. En utilisant un matériau ayant une résis-

tivité égale à 2,5 fois celle de l'enroulement d'induit, il est possible de supprimer des déséquilibres de courant entre

des balais 7 ayant la même polarité dans des limites accep-

tables de tolérance, tout en conférant une section adéquate aux portions conductrices des connexions équipotentielles et en améliorant la productivité.

La figure 8 est une vue partielle de face d'un mo-

teur électrique à courant continu selon le mode de réalisa-

tion n 3, la figure 9 est une vue de côté de la figure 8, prise du côté de l'induit, et la figure 10 est un diagramme comparant le diamètre du fil dans l'enroulement d'induit au diamètre du fil dans les connexions équipotentielles de la figure 8. Des portions identiques ou analogues à celles du mode de réalisation n' 1 seront décrites en utilisant la

même numérotation.

Les connexions équipotentielles, dans ce mode de réalisation, ont un diamètre de fil dans lequel le rapport

de la section de ses portions conductrices à celles de l'en-

roulement 5 d'induit est de 0,13 (2/15) ou moins. Par exem-

ple, en supposant que l'enroulement 5 d'induit a un double bobinage d'un diamètre de 1,1 mm, la surface de section des portions conductrices de l'enroulement 5 d'induit est de 1,9 mm2, et si un fil de cuivre ayant un diamètre de 0,55 mm est utilisé pour construire les connexions équipotentielles 26, la surface de section de leurs portions conductrices est de

0,238 mm2, ce qui donne comme rapport de section des por-

tions conductrices 0,125 (1/8). Dans ce cas, les valeurs de résistance des connexions équipotentielles 16 étaient égales à plus de 2,5 fois la valeur de la résistance de référence,

tout en minimisant le volume occupé par les connexions équi-

potentielles 16, et il a été possible de supprimer des dés-

équilibres de courant entre des balais 7 ayant la même

polarité dans des limites acceptables de tolérance.

Selon ce mode de réalisation, il est possible d'aug-

menter la résistance des connexions équipotentielles 26 tout en reliant des segments de collecteur qui doivent avoir le même potentiel électrique par la distance la plus courte possible en utilisant un fil du même matériau que celui de l'enroulement 5 d'induit. Pour cette raison, il est possible d'améliorer les performances des connexions équipotentielles

tout en réduisant les coûts nécessaires. De plus, étant don-

né que l'enroulement 5 d'induit, les connexions équipoten-

tielles 26 et les segments 9 de collecteur sont tous

fabriqués dans le même matériau à base de cuivre, les por-

tions fondues ont une bonne affinité, ce qui permet d'amé-

* liorer la productivité du processus de fusion.

La présente invention n'est pas limitée aux moteurs électriques à courant continu des modes de réalisation n 1 à 3, et peut aussi être appliquée à des dynamos. De plus, à

l'intérieur de la gamme dans lesquelles les valeurs de ré-

sistances des connexions équipotentielles satisfont aux

conditions prescrites, les facteurs de longueur, de résisti-

vité, et de surface de section des portions conductrices peuvent aussi être combinés. En outre, dans les modes de réalisation ci-dessus, les connexions équipotentielles et les circuits d'induit sont reliés au moyen des éléments de raccordement, mais ils n'y sont pas limités, et les connexions équipotentielles peuvent aussi être reliées au

segments de collecteur ou à l'enroulement d'induit.

Les résultats obtenus en explorant la relation entre des déséquilibres de courant dans une pluralité de balais

ayant la même polarité par rapport aux valeurs de résistan-

ces des connexions équipotentielles sont représentés à la

figure 11.

A la figure 11, l'axe horizontal est le rapport des résistances de connexions équipotentielles à la valeur de la résistance de référence, et l'axe vertical représente le rapport de la valeur de courant de balai sur le côté o est concentré le courant, aux courants de balai quand ils sont répartis uniformément. Comme il apparaît clairement dans la figure 11, quand les valeurs de résistances des connexions équipotentielles étaient inférieures à 2,5 fois la valeur de

la résistance de référence, des déséquilibres dans les ba-

lais augmentaient. L'enroulement d'induit était composé d'un fil de cuivre de 0,7 mm de diamètre bobiné sur dix spires pour deux tours, et les balais utilisés étaient des balais en métal-graphite composés d'environ 60 pour cent de carbone

et de 40 pour cent de cuivre.

Cette relation a été pratiquement la même dans le cas de tous les modes de réalisation n 1 à 3, et a été dé- finie par les valeurs de résistance des connexions équipotentielles.

De la manière ci-dessus, une machine dynamoélectri-

que selon une caractéristique de la présente invention com- prend: un induit ayant un noyau muni d'une pluralité d'encoches s'étendant

longitudinalement et d'un enroulement d'induit formé en bobinant un fil dans les encoches; un ensemble ou assemblage de collecteur ayant une pluralité de segments de collecteur disposés sur lui, des éléments de

raccordement disposés sur des parties ou portions d'extrémi-

té des segments de collecteur, et des balais en contact avec

lesdits segments de collecteur; une connexion équipoten-

tielle reliant électriquement des portions de circuit d'in-

duit comprenant l'enroulement d'induit, les éléments de raccordement et les segments de collecteur qui doivent avoir le même potentiel électrique, la machine dynamoélectrique satisfaisant à une expression: Req > (p0.(r1*t)/(S/3)*(2,5),

dans laquelle p0 (en Q.m) est la résistivité du fil de l'en-

roulement d'induit, S (en m2) est la surface de la section des portions conductrices du fil, rl (en m) est le rayon de rotation des portions de liaison entre les circuits d'induit et la connexion équipotentielle, z (en radians) est le pas de paires de pôles, et Req (en ohms) est la résistance de la connexion équipotentielle. En conséquence, la résistance des connexions équipotentielles est augmentée, permettant à des déséquilibres de courants de balai entre une pluralité de balais ayant la même polarité d'être annulés, évitant ainsi une fusion, etc. de pièces périphériques aux balais et des balais eux- mêmes en raison d'une formation de chaleur par

les balais.

Selon une forme de la machine dynamoélectrique, la machine dynamoélectrique peut satisfaire à une expression L > (rl**'2,5), o L (m) est la longueur de la connexion équipotentielle, rl (m) est la valeur moyenne du rayon de rotation des portions de liaison entre les circuits d'induit et la connexion équipotentielle, et X (radians) est le pas des paires de pôles. En conséquence, la résistance des connexions équipotentielles est augmentée tout en utilisant

le même matériau de fil que le fil de l'enroulement d'in-

duit, augmentant ainsi la productivité.

Selon une autre forme de la machine dynamoélectri-

que, la résistivité de la connexion équipotentielle peut être supérieure à la résistivité du fil de l'enroulement d'induit. En conséquence, une connexion équipotentielle peu encombrante et de grande résistance ohmique peut être obtenue.

Selon encore une autre forme de la machine dynamoé-

lectrique, la connexion équipotentielle peut être un fil de laiton émaillé, et le fil de l'enroulement d'induit peut être un fil de cuivre émaillé. En conséquence, une connexion équipotentielle de grande résistance ohmique peut être

obtenue.

Selon une autre forme de la machine dynamoélectri-

que, la connexion équipotentielle peut être un fil de laiton rouge émaillé, et le fil dudit enroulement d'induit peut être un fil de cuivre émaillé. En conséquence, une connexion équipotentielle de grande résistance ohmique peut être obtenue.

Selon une autre forme encore de la machine dynamoé-

lectrique, la surface de section des portions conductrices de la connexion équipotentielle peut être inférieure à 0,13

(2/15) fois celle de la portion conductrice du fil de l'en-

roulement d'induit. En conséquence, une connexion équipoten-

tielle de grande résistance ohmique et ayant une bonne

affinité à la fusion peut être obtenue.

Selon une autre forme de la machine dynamoélectri-

que, la connexion équipotentielle et les éléments de raccor-

dement peuvent être composés de pièces indépendantes. En conséquence, la connexion équipotentielle peut être conçue de sorte que sa capacité de courant soit inférieure à celle des éléments de raccordement et de l'enroulement d'induit,

permettant d'obtenir facilement une connexion équipotentiel-

le ayant une grande valeur de résistance.

Selon une autre forme de la machine dynamoélectri- que, seulement un balai unique peut être en contact avec l'un quelconque des segments de collecteur. En conséquence, le nombre de pièces est réduit, ce qui permet à une machine dynamoélectrique petite, peu coûteuse et de productivité

élevée d'être obtenue.

Claims

REVENDICATIONS

1. Machine dynamoélectrique caractérisée en ce qu'elle comprend: un induit ayant un noyau (4) muni d'une pluralité d'encoches s'étendant longitudinalement et d'un enroulement (5) d'induit formé en bobinant un fil dans les- dites encoches; un assemblage de collecteur (8) ayant une pluralité de segments (9) de collecteur disposés sur lui, des éléments (11) de raccordement disposés sur des portions d'extrémité desdits segments (9) de collecteur, et des balais (7) en contact avec lesdits segments (9) de collecteur; une connexion équipotentielle (6; 16; 26) reliant électriquement des portions de circuits d'induit comprenant ledit enroulement (5) d'induit, lesdits éléments (11) de

raccordement et lesdits segments (9) de collecteur qui doi-

vent avoir le même potentiel électrique, ladite machine dynamoélectrique satisfaisant à une expression Req > (p0'(rl*r)/(S/3)*(2,5), dans laquelle po (en Q.m) est la résistivité dudit fil dudit enroulement (5) d'induit, S (en m2) est la surface de la section des portions conductrices dudit fil, rl (en mètres) est le rayon de rotation des portions de liaison entre lesdits circuits d'induit et ladite connexion équipotentielle (6; 16; 26), x (en radians) est le pas de paires de pôles, et Req (en ohms) est la résistance de ladite connexion

équipotentielle (6; 16; 26).

2. Machine dynamoélectrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle satisfait en outre à une expression L > (r1l**2,5) o L (en mètres) est la longueur de ladite connexion équipotentielle (6; 16; 26), rl ( en mètres) est la valeur moyenne du rayon de rotation desdites portions de liaison entre lesdits circuits d'induit et ladite connexion équipotentielle (6; 16; 26), et T (radians) est le pas desdites paires de pôles.

3. Machine dynamoélectrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la résistivité de ladite connexion

équipotentielle (6; 16; 26) est supérieure à la résistivi-

té dudit fil dudit enroulement (5) d'induit.

o10

4. Machine dynamoélectrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite connexion équipotentielle

(16) est un fil de laiton émaillé, et ledit fil dudit enrou-

lement (5) d'induit est un fil de cuivre émaillé.

5. Machine dynamoélectrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite connexion équipotentielle

est un fil de laiton rouge émaillé, et ledit fil dudit en-

roulement d'induit est un fil de cuivre émaillé.

6. Machine dynamoélectrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de section desdites portions conductrices de ladite connexion équipotentielle (16) est inférieure à 0,13 (2/15) fois la surface de section desdites portions conductrices dudit fil dudit enroulement

(5) d'induit.

7. Machine dynamoélectrique selon la revendication i1, caractérisée en ce que ladite connexion équipotentielle (6; 16; 26) et lesdits éléments (11) de raccordement sont

composés de pièces indépendantes.

8. Machine dynamoélectrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que seulement un balai unique (7) est en contact avec l'un quelconque desdits segments (9) de collecteur.