Download - Machines Tournantes à Courant Continus ou alternatifs

Machines tournantes courant continu

Machines tournantes courant continu.

I. Dfinition:

Ces machines appartiennent la famille des convertisseurs dnergie rversibles.

Elles sont capables de fournir:

Du courant lectrique continu en permanence, tant quelles sont entranes en rotation.

Du mouvement rotatif, accompagn de couple, en permanence, tant quelles sont alimentes.

La notion de permanence est associe au fait, que le courant ou le mouvement produit, sont constants dans le temps.

Ils peuvent fonctionner tel quel

Il ny a pas de structure interne de commutation ou de rgulation, comme cest le cas dans les moteurs de type Brushless

Ce type de machine possde:

Un induit ou se ralise les conversions dnergies courant ou force, selon les lois de Laplace. Linduit est sur la partie tournante ou rotor

Un groupe de bobine, nomm inducteur, qui va produire le magntisme ncessaire lapplication de lois dj cites. Linducteur est sur la partie fixe ou stator

II. Famille de moteurs.

Il existe deux grosses familles de moteurs:

1. Le moteur axial, avec charbons et collecteur.

Ils sont plus long que large Ils sont rversibles. Ils ont besoin dune induction produite par des bobines, qui ont le nom dinducteur. La manire dont les inducteurs seront coupls avec le reste de la machine, dtermine le type de machine rencontre; srie, parallle ou shunt, compos, srie parallle ou compound

Ce type de machine est de 2 3 fois plus volumineuse, que ses consurs asynchrones, utilisant du courant alternatif.

Lusage en moteur se constate de moins en moins dans lindustrie. Ils sont progressivement remplacs par des moteurs asynchrones, pilots en frquence.

Les moteurs les plus utiliss sont de type srie, car ils peuvent tre utiliss aussi bien, avec du courant continu quavec du courant alternatif. Ils prennent alors le nom de moteurs universels Les intensits absorbes en courant continu, seront plus leves, car il ny a pas de phnomne de ractance. On rencontre les moteurs srie dans les outillages portatifs ou dans llectromnager.

Les moteurs axiaux risquent de voir leur vitesse augmenter inconsidrment. Les moteurs risquent dexploser, avec la force centrifuge. On dit que le moteur sest emball Des protections doivent tre prvues, en ce sens.

La vitesse varie proportionnellement avec la tension dalimentation des induits et inversement proportionnellement avec linduction magntique. Si, pour une raison quelconque, le magntisme disparat, le moteur va semballer.

En gnrateur, lutilisation pour produire de fortes nergies, sest progressivement tarie, au profit des autotransformateurs pilots et redresss.

Un exemple de machine de traction: (document Leroy Sommer)

Ce type de machines sert encore, comme gnratrice tachymtrique. La force lectromotrice sera linairement fonction de la vitesse de rotation. Il nest pas question dans ce cas, de travailler la matire duvre nergtique, mais informationnelle. A petite vitesse, la prsence des charbons et du collecteur provoque des parasites qui risquent de perturber la qualit de linformation vitesse.

Un exemple de gnratrice tachymtrique.

2. Les moteurs radiaux sans charbons, mais avec lquivalent dun peigne dalimentation. Ils sont aussi appels Moteur Entrefer Plan

Ils sont plus large que long Ils sont rversibles. Ils ont besoin dune induction produite par des bobines, qui ont le nom dinducteur. La manire dont les inducteurs seront coupls avec le reste de la machine, devrait dterminer le type de machine rencontre; srie, parallle, etc., mais, on constate surtout des structures parallles

Ce type de moteur sutilise surtout dans des applications, o la vitesse est prpondrante, ou bien, l, o les acclrations demandes sont particulirement importantes.

La vitesse varie proportionnellement avec la tension dalimentation des induits et inversement proportionnellement avec linduction magntique. Si, pour une raison quelconque, le magntisme disparat, le moteur va semballer.

Les moteurs radiaux risquent peu de semballer, car beaucoup possdent des inducteurs raliss avec des aimants permanents. Il faudrait que les inducteurs soient instantanment rduits en poussires pour que cela se produise.

Ce type de moteurs nest pas, alors, trs peu utilis, comme gnrateur dnergie ou tachymtrique.

Schma de principe :

Vue clate dun moteur radial:

Quelques prsentations de moteurs radiaux:

III. Constitution des moteurs, au niveau bobinage.

Pour pouvoir fonctionner, les machines courant continu doivent disposer, en totalit ou en partie, de 4 types de bobines. 1. Les bobines inductrices, sur le rotor, produisent soit du couple, soit une force lectromotrice. Elles sont prsentes sur tous les types de machines. Dans le cas des moteurs radiaux, les fils se limitent une suite de pistes de cuivre graves sur le disque du rotor. 2. Les bobines des inducteurs, sur le stator. Elles ne produisent que du magntisme. Si les inducteurs sont de type srie, ils seront raliss avec des conducteurs de fortes sections. Ce qui leur permettra de rsister aux courants demands par linduit. Sinon les fils seront de sections plus modestes.

Gnralement, le courant dans les inducteurs connecter en parallle, est 10 fois infrieur celui rencontr dans un induit.

Ces bobines sont parfois absentes, si les inducteurs sont raliss avec des aimants permanents.

3. Les bobines de compensations, qui ne se trouvent que dans les moteurs axiaux de fortes puissances. Elles sont traverses par le courant principal de linduit et produisent un flux supplmentaire celui des inducteurs. Les moteurs radiaux et ceux de faibles puissances nen disposent pas.

Elles servent compenser une distorsion de flux qui se constate au niveau des panouissements polaires des inducteurs, avec la rotation de le linduit.

Elles compensent une diminution du flux des inducteurs qui se constate lorsque linduit est travers par un fort courant. Ce dernier effet se nomme: la raction magntique de linduit.

4. Les bobines de commutation. Elles sont sur le stator, au voisinage du collecteur, sur les moteurs axiaux.

Les autres moteurs nen possdent pas.

Leur prsence se justifie surtout par un constat: le fait de crer un champ magntique au voisinage du collecteur limite lapparition des tincelles sur celui-ci.

Les effets dauto-induction tendent limiter les courants de court-circuit qui se produisent, lorsque deux encoches mtalliques sont runies fugitivement, par un des charbons

Elles sont connectes en parallle, avec linduit.

Moteur axial.

Ltude des circuits magntiques dinduction, de compensation et de commutation ne sera pas traite dans cet ouvrage.

Les principales difficults de conceptions et de ralisation des bobines, se rencontrent surtout pour les rotors des moteurs de type axial.

I. Les objectifs atteindre seront les suivants:

Pour une constitution de rotor donne, avec:

Un nombre dencoches, donn et non modifiable.

Un nombre de ples et donc, de bobines dinducteurs, donn.

Une tension detravail connue.

Une intensit de sortie maximum, dsire.

Il faudra:

1. Etablir une stratgie simple de ralisation, avec un couplage des diffrentes bobines. X bobines en srie et Y, groupes de X bobines, en parallle.

2. Raliser en fonction de la stratgie choisie, une premire reprsentation, cot chignons, du bobinage. Ce sera permettra de saisir le positionnement des diffrentes bobines.

3. Choisir un des deux types de bobinages existants: ondul ou imbriqu et raliser un schma des connections ct collecteur.

Un avantage: quel que soit le type de bobinage choisi, ondul ou imbriqu, le principe permettant de trouver le schma de positionnement des bobines ct chignons est le mme.

4. Calculer le nombre de spires par bobines et la section des fils, en fonction de lintensit utile, et de la stratgie choisie.5. Vrifier si les encombrements prvisibles correspondent aux dimensions du rotor.6. Raliser le bobinage, si cela est possible.II. Rgles de base, admettre et respecter.

Les rgles cites correspondent une ralit qui sa simposer au fur et mesure des dmonstrations, de faon totalement naturelle. Ces rgles sont cites, au tout dbut, pour permettre ceux qui veulent aller vite, de travailler sans attendre les grandes thories

Le nombre dencoches dun rotor ne sera jamais divisible par 3, et pas forcment pair. (11, 23, 34 .. encoches) Le nombre de ples sera toujours pairs et dcomposable en puissance de 2 (2, 4, 8 etc), ou non dcomposable en nombre premiers (2 x 3; 2 x 5; etc.)

Tous les enroulements sont constitus de bobines identiques, relis entre elles, par des connections sries ou parallles.

Un groupe de bobines cbles de faon assurer seul, le bon fonctionnement de la machine prend le nom denroulement.

Un enroulement complet prsente, par paire de ples, deux lectromoteurs identiques, cbls naturellement en parallle deux par deux, par le seul fait du bobinage. Ils fournissent une force lectromotrice (E), pour les gnrateurs et contre-lectromotrice (E), pour les moteurs. La part du bobinage qui assure cette gnration dlectromoteur prend le nom de voie denroulement.Exemple: un moteur 4 ples simple bobinage possde 2 fois 2 voies denroulements en parallles.

Il est ncessaire de mettre chacune des deux groupes en parallle.

Il ne faut pas confondre enroulement dun rotor de machines courant continu et voies denroulement. Il peut y avoir un bobinage faire avec 3 enroulements, constitus chacun par 4 voies denroulement. Les bobines sont disposes, en partie, dans les encoches du rotor du moteur. Une grosse partie se trouve hors des encoches et doivent tre correctement disposes de faon dsquilibrer le moins possible, le rotor. Comme pour un pneu de voiture il sera ncessaire de vrifier, voire de rectifier lquilibrage du rotor.

2 portions dune seule et mme bobine, utilisent 2 encoches distinctes. Le groupe de fils dune bobine, prsents dans une encoche prend le nom de faisceaux

Les fils constituant un faisceau prennent le nom de brins actifs, car cest une des seules parties dune bobine, gnrer une force ou induire une force lectromotrice. Le nombre dencoches entre deux faisceaux dune mme bobine (en commenant par 1) se nommera largeurde section et parfois, se verra affubl de lappellation Y1.

Le nombre dencoches pour aller du faisceau de sortie dune section vers de faisceau montant ou dentre se nommera Pas avant et parfois, se verra affubl de lappellation Y2

Le pas rsultant est la diffrence des deux, telle que Y = Y1 - Y2

Certains bobineurs utilisent souvent ces dfinitions. Il existe mme une mthode mathmatique, qui lutilise conjointement avec les principes des intervalles et des combinaisons! La mthode dveloppe ici, nutilisera pas cette formulation, car elle amne mon avis, trop de dveloppements mathmatiques.

Les faisceaux de chaque bobine sont dans une encoche et celle ci, un moment donn est sous linfluence dun ple magntique. Cela impose qu ce mme moment, les faisceaux sont et doivent tre traverss par un courant dont le sens dpend du ple. On dfinit le pas polaire du moteur, comme tant le nombre dencoches sous un ple.

Le sens du courant dans les faisceaux sera arbitrairement choisi.

Les bobines sont disposes de telle manire que leurs faisceaux les constituants, sont alternativement disposs. Si lon effectue une reprsentation dveloppe, ceux-ci seront disposs faisceaux montants-faisceaux descendants. Ceci permet une meilleure tenue mcanique aux vibrations.(il est possible de passer outre)

Toutes les encoches sont utilises. (sauf en Patagonie septentrionale)

Le nombre de ples inducteurs est toujours pair: 2 4, 8.

Il nexiste pas de nombres de ples multiples de 3: 6, 12, 18..

Le nombre de charbons suivra et sera toujours pair: 2 4, 8Chacun des charbons constituant une des moitis du nombre total de charbon devront tre reli en eux. Lensemble constituera une mise en parallle partielle (ou totale) des bobines. Le choix des charbons relier ne pourra se faire quaprs la conception et la ralisation, du schma de connections. Un exemple: un moteur de 6 ples, aura 6 charbons, qui seront relis 3 3.

Lusage veut que lon utilise toujours la totalit des encoches. Dans ce cas la disposition optimale sera de placer en parallle, plusieurs groupes de bobines, places, en ce qui les concerne, en srie.

Dans un groupe, la quantit de bobines placer en srie, sera gale :

Nombre de bobine en srie = nombre dencoches;2)) eq \s\do1(\f( ;nombres de ples ))

Le nombre de groupe placer en parallle sera gal :

Nombre de groupes parallle = Nombre de ples.

Dtails:

Nombre de groupes en // = eq \s\do1(\f(Nombre total de bobine; Nombre de bobine en srie))= eq \s\do1(\f( ; eq \s\do1(\f( ;nombres de ples))))

Nombre de groupes parallles = Nombre de ples

Remarques: Selon le positionnement et la disposition des bobines, il est thoriquement possible de crer des bobinages lectriques qui ralisent des groupements dlectromoteurs placer en parallle, quel que soit le nombre de ples. Mais si cela est possible, cest aussi, beaucoup se compliquer la vie, au niveau des connections.

Lintensit dans chaque groupe// sera plus faible et telle que

I Groupe // = eq \s\do1(\f(intensit totale de linduit ;nombre de groupe //)) Sauf de rares exceptions, il y aura toujours au minimum, deux faisceaux par encoches et par voies denroulement. Il est possible de raliser plusieurs passages ou plans sur un rotor de machines courant continu. Deux avantages se remarquent:

Le courant par bobinage sera divis par le nombre de plans, donc les sections de fils seront plus faibles.

Les forces lectromotrices ou contre-lectromotrices seront mieux quilibres. En effet, celles-ci ne sont pas constantes dans le temps. Les calculs se font valeur moyenne. Et il est prfrable davoir beaucoup de termes additionner pour obtenir une moyenne plus prcise.

Chaque voie denroulement aura les entres et sorties des bobines, qui la constituent alimentes par un jeu de lames spcialises, sur le collecteur. Il y aura successivement la lame de la 1re voie, puis de la deuxime, puis de la troisime, etc.

Si plusieurs enroulements existent, celles-ci seront connectes en parallle grce aux charbons. Et seulement, grce lui.Exemple:

Le nombre denroulement sera gal au nombre de lames sous un charbon.

Si plusieurs voies denroulement existent, celles-ci seront disposes de faon identiques sur le rotor, mais dcale dans lespace, dun angle tel que:( = eq \s\do1(\f((; nombre de voies denroulement)) Ou eq \s\do1(\f(180; nombre de voies denroulement))Exemple: 3 voies denroulements, chacune sera dcale de lautre de 180/ 3 = 60

Il est possible de raliser un groupement srie, en disposant de charbons qui ne recouvrent quune lame, par contre, les charbons seront relis de faon additionner les lectromoteurs.

Remarque: cela est possible, mais peu frquent!Exemple:

Quelque soit le type de couplage, les enroulements seront indpendants et raccords les uns aprs les autres.

Les charbons seront toujours placs sur une ligne polaire neutre. A savoir: pile au milieu, entre un ple Nord et Sud.

Remarque Un procd antique et fossilis, aujourdhui, permettait de faire varier la vitesse du moteur, ou la force lectromotrice, en dplaant la position des charbons, par rapport cette ligne neutre! Les charbons taient placs sur un collier, manuvr la main!!!!III. Nombres dencoches sur le rotor.

Ce paragraphe permettra:

Pour un concepteur, de connatre le nombre dencoches ncessaire sur un rotor. Compte tenu de ses choix relatifs au nombre de sections, au couplage parallle des voies denroulements (ventuellement en srie) il fera construire son rotor.

Pour un bobineur, avec un rotor existant, de savoir quelle sera le nombre de sections possibles et maximum, raccorder.

Il suffira de permuter les formules.Rgles pour un enroulement distinct :

Il faut se rappeler, quil y aura autant de voies denroulement, quil y aura de ples sur les inducteurs.

Ces voies denroulements seront parallles deux deux et formeront un groupe.

Sil y a plusieurs groupes, ceux-ci seront disposs en srie boucle. (Boucle, car le dernier groupe sera raccord au premier sur le rotor circulaire.)

Il y aura donc, en fonction du nombre de ples (= 2 paires de ple = 2.p )

Le nombre de sections sera au total, pour tout le moteur:

eq \x(Nombre section totale = 2 . p . X. sections / voie denroulement)Comme chaque section doit occuper 2 encoches, il y a 2 cas :

Soit 2 faisceaux sont placs, par encoche. Il y aura dans ce cas:

Nombres dencoches 2 faisceaux = eq \s\do1(\f(2;2)) . 2 p . X sections / voies denroulement

eq \x(Nombres dencoches 2 faisceaux = 2 p . X sections / voies denroulement) Soit 1faisceau est plac, par encoche. Dans ce cas:

Nombres dencoches 2 faisceaux = 2 . 2 p . X sections / voies denroulement. eq \x(Nombres dencoches 2 faisceaux = 4.p . X sections / voies denroulement) Chaque voie denroulement sera compose de sections se comportant, comme autant dlectromoteurs lmentaires.

La disposition des polarits de chaque groupe, jointive et toujours la mme.

Chaque fc)ems e1 =e2 = = e a = e b = = e Pour rcuprer ou envoyer lnergie, il faudra faire des liaisons parallles, par des charbons entre les mmes polarits. Ce qui implique:

Quil faudra que les groupes soient homognes. Que le nombre de groupes soit pair sous peine de faire des courts circuits, cause de la liaison boucle. (A essayer avec 3 groupes, le court-circuit dun groupe est magistral!)

Remarque:

Cela justifie deux affirmations: Le nombre de charbons est identique au nombre de ples.

Il ne doit pas y avoir de nombres de ple dcomposable en nombre premiers (2 x 3; 2, 5, etc.)

IV. Types de bobinages rencontrs.

Ils sont principalement, au nombre de deux: imbriqus ou onduls.A. Imbriqus.

Ce type de bobinage se rencontre pour les gnratrices, ou dynamos, lorsquon veut privilgier la fourniture dun maximum dintensit. La section des fils sera importante.

Chaque petite bobine est raccorde au collecteur par soudure sur deux lames diffrentes. La brasure seffectue de telle manire que lentre dune section se trouve sur une lame du collecteur et sa sortie sur celle, immdiatement voisine.

Dans le cas, o la machine possde plusieurs enroulements, il y aura des groupes de lames.

Lattribution de ces lames sera toujours la mme:

Lame 1 ( 1r denroulement sera une encoche dun groupe immdiatement voisin qui sera concern par le

Lame 2 ( 2me enroulement.

Lame 3 ( 3me denroulement.

Etc.

Chaque petite bobine sera raccorde au collecteur par soudure sur deux lames diffrentes, dans deux groupes de lames diffrents.

Il conviendra que les deux lames soudes soient attribues la mme voie denroulement.

La brasure seffectue de telle manire que lentre dune section se trouve sur une lame du groupe de lames du collecteur et sa sortie sur celle du groupe immdiatement voisin.

Remarque:

Le nombre de charbons sera gal aux nombres de ples.

Il y a autant de voies denroulement quil y a de ples.B. Onduls, ou imbriqu rflchi.

Ce type de bobinage se rencontre pour les gnratrices multipolaires, lorsquon veut privilgier la fourniture dun maximum de tension. La section des fils sera moindre quen imbriqu.

.

Remarque:

Le nombre de charbons ne sera pas forcment gal aux nombres de ples.

Il ny aura pas forcment, autant de voies denroulement quil y a de ples Il sera possible de raliser une connexion srie entre deux enroulements. Il sera possible de raliser un couplage srie et parallle. Un exemple est donn: avec 4 enroulements, il est possible de faire: 2 sries, en // avec 2 autres, aussi en srie! (Peu frquent!)Dans le cas, o la machine possde plusieurs enroulements, il y aura des groupes de lames.

Lattribution de ces lames sera toujours la mme:

Lame 1 ( 1re voie enroulement sera une encoche dun groupe immdiatement voisin qui sera concern par le



Etc.

Chaque petite bobine sera raccorde au collecteur par soudure sur deux lames diffrentes, dans deux groupes de lames diffrents.

Il conviendra que les deux lames soudes soient attribues au mme enroulement.

La brasure seffectue de telle manire que lentre dune section se trouve sur une lame du groupe de lames du collecteur et sa sortie sur celle du groupe immdiatement voisin.

V. Ralisation dun bobinage dun induit courant continu.

Rappel: Le fait de choisir un des deux types de bobinages existants: imbriqu ou ondul ne modifie en rien, le principe de calculs.

A. Deux tudes et deux calculs seront ncessaires.

Ltude du ct chignons

Celle du ct connections et/ou raccordement au collecteur.

B. On commence toujours par raliser le schma des chignons ou des bobines. La ralisation, du schma des connections ct collecteur seffectuera la fin.Chaque bobine devra tre dispose de faon chaque faisceau occupe deux encoches.

Le premier faisceau, clairement sous un ple. Il faudra commencer compter les encoches, en commenant, par 1. Le second, dcal dun demi pas polaire, qui sera nomm Z mais dcal avec un nombre dencoches Y Si le premier faisceau est compt 1, le faisceau retour de la section se trouvera un cart correspondant Z + YSi 1 + Z + Y < pas polaire, lenroulement se calcule par la droite

Si Y est trop grand, il devient Y.

1 + Z + Y > pas polaire, lenroulement se calcule par la gauche car, Y se retrouve gauche. A gauche comme droite, cela est semblable, mais comme en politique, il faut se choisir un sens.

Le nombre de combinaisons de placement des sections ou petites bobines dun enroulement, se calculera en effectuant le rapport: eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y))

Y devra tre choisi avec soin, car il faudra absolument que le rapport eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)): Ne soit pas divisible. Ne donne pas un nombre entieret quil nexistent pas de rapport direct entre les deux termes de lopration !!!!!

Sinon, il y aura un risque que les enroulements nutilisent quune partie de la totalit des encoches du rotor.Pourquoi?

Cest un constat, li aux calculs dintervalles et de combinaisons arithmtiques. Si le principe nest pas respect, toutes les encoches ne seront pas utilises ou bien il sera impossible de finir le raccordement de toutes les sections.

Un exemple: pour un rotor de 12 encoches avec 2 ples.

Pas polaire = eq \s\do1(\f(12;2)) = 6, sa moiti = 3

Y = dcalage par rapport la moiti du pas polaireY = 0 eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = eq \s\do1(\f(12;3 ))= 4

Schma incorrect, moins de vouloir raliser

3 voies denroulement, en parallle.

Y = 1

Y = 5

eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = eq \s\do1(\f(12;4)) = 3



Y = 2

Y = 4 eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = eq \s\do1(\f(12;5 )) = 2,4

Schma correct.

Lensemble est homogne et la distribution des courants sera mieux rpartie. Les invitables ingalits seront mieux compenses. Toutes les encoches sont utilises deux fois.

Y = 3 eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = eq \s\do1(\f(12;6 )) = 2



Il faut vrifier si le bobinage est possible et comment il faut le raliser. Pour cela, il faut commencer par placer les chignons.

Il faut faire les calculs prliminaires du nombre de bobines par voies denroulement. A savoir:

Calculer le pas polaire = eq \s\do1(\f(nombres dencoches;nombre de ples)) Calculer Z = eq \s\do1(\f(pas polaire;2)) Il faut choisir Y tel que lcart eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) ne soit pas divisible. Gnralement, des essais sont raliss dans un tableau, ou grce un fichier de calculs de type Excel

Y =CombinaisonsPossible, oui, non?

0

1

2

3

Exemple: Avec un rotor de 12 encoches. 2 ples.

Calculer le pas polaire = eq \s\do1(\f(nombres dencoches;nombre de ples)) = eq \s\do1(\f(12;2)) = 6.

Z = eq \s\do1(\f(pas polaire;2)) = eq \s\do1(\f(6;2)) = 3

Y =CombinaisonsPossible, oui, non?

04Non! sauf si 4 bobines suffisent par voie denroulement.

13Non! sauf si 3 bobines suffisent par voie denroulement.

22,4Oui! il suffit de tracer sans se tromper.

32Non! sauf si 1 bobine suffit par voie denroulement???????

4, quivalent 2 par la gauche2,4Oui! il suffit de tracer sans se tromper.

Il existe deux possibilits dtapes graphiques pour visualiser le problme, pour tracer un schma de bobinage, ct chignons en reprsentation frontale ou dveloppe.

1. Reprsentation dveloppe linaire:

Comme il faut utiliser les encoches deux fois, il est possible de raliser une reprsentation dveloppe et panoramique reprsentative du double dencoches du rotor.

La premire encoche sera note 1 et la dernire, du nombre dencoches, fois 2. Cette dernire correspondra en fait la premire ( savoir: la 1)

Il suffira de placer sur la reprsentation un repre correspondant un intervalle gal Z + Y et le reporter le nombre de fois ncessaire de faon terminer sur la dernire encoche.

Il est aussi possible, pour clarifier les choses, de faire une translation de nombres, lorsque lon arrive la moiti du double du nombre dencoches.

Il sera possible dattribuer un sens horaire, ou anti-horaire, la numrotation.

Les sections, ou petites bobines, seront places dans chaque intervalle Y +ZUn exemple: Le moteur 12 encoches 2 ples.

Il faut commencer par tracer 12 x 2 = 24 nombres.

Eventuellement faire une translation eq \s\do1(\f(24;2))

2. Reprsentation frontale du ct chignons.

3. Reprsentation panoramique du ct chignon

Remarque prcieuse: les cases numrotes ne reprsentent pas des lames du collecteur, mais les encoches.

4. Reprsentation dveloppe en escalier:

Le principe de dpart est globalement le mme. Il faut connatre ou choisir Y et Z Il faut utiliser deux fois chaque encoche, pour une voie denroulement.

Il faut commencer par la premire encoche et se dire quil y a un faisceau montant

Faire un cart et calculer le numro dencoches Y + Z pour le faisceau descendant

Lemplacement des faisceaux se retrouve, en effectuant sur plusieurs lignes dcales des calculs de numros dencoches. Les retours une valeur de numro dencoches existant seffectuent au fur et mesure de chaque saut en effectuant une soustraction avec le nombre dencoches du rotor.

Les deux avantages de la mthode sont:

Visuellement, cest une nouvelle approche plus comprhensible pour certaines personnes. La prsentation permet de vite crer un mini fichier de calcul informatique.(Si cet outil est matris)Si le mme exemple est repris: Le moteur 12 encoches 2 ples.


Faire un cart et calculer le numro dencoches Y + Z = 5

Il faudra faire une translation de valeurs - 12, si le nombre calcul devient suprieur 12

Les reprsentations frontales et panoramiques dcouleront de la recherche et seront identiques quelque soit la mthode utilise.

Reprsentation frontale du ct chignons.

Reprsentation panoramique du ct chignon

Rappel prcieux : les cases numrotes ne reprsentent pas des lames du collecteur, mais les encoches.Remarque pour les personnes qui rcuprent ce quelles peuvent:

Il est possible dutiliser (ou de r-utiliser un moteur de N encoches en le calculant comme sil avait N/2 encoches. Il suffira par la suite dattribuer une encoche un des faisceaux, montant ou descendant et de tout exploiter. Lensemble prcdent deviendrait comme ci-dessous!

C. Le moment de raliser le schma de cblage au collecteur est arriv!

Tout dpendra du type de bobinage choisi: imbriqu ou ondul.

Si les bobines sont places dans les encoches, le schma panoramique est dessin. Il faut regarder de gauche droite.

1. Imbriqu:

Ce type de bobinage se rencontre pour les gnratrices, ou dynamos, lorsquon veut privilgier la fourniture dun maximum dintensit. La section des fils sera importante.

Dans ce cas les liaisons inter-bobine, seffectueront en remontant vers la gauche et en reliant la sortie dune bobine avec lentre dune autre. E-S-E-S-E-S- etc.

Les deux bobines concernes, seront dcales dun nombre dencoches, gale Y

Le cblage respectera au dbut, le pas polaire. Mais certains faisceaux seront neutres. Ceci est normal. Les forces lectro ou contre lectromotrices se calculeront par la suite, par leur valeur moyenne.

Chaque liaison sera effectue sur une lame du collecteur.

Sil y a plusieurs enroulements il faudra savoir quels seront les couplage choisis. Il y a plusieurs possibilits:

Srie pour les bobines dun enroulements et parallle pour les enroulements. Dans ce cas, il y aura un dcalage constant permettant le bobinage des enroulements les uns la suite des autres. Les charbons recouvriront un nombre dencoches gale ou nombre denroulements.

Srie pour les bobines dun enroulement et srie pour les enroulements. Dans ce cas, il y aura un dcalage constant permettant le bobinage des enroulements les uns la suite des autres. Les charbons ne recouvriront un nombre dencoches gale ou nombre denroulements. Il y aura une paire de charbon par enroulement. Ce seront eux qui raliseront la connexion srie.

2. Ondul ou imbriqu rflchi:Ce type de bobinage se rencontre pour les gnratrices multipolaires, lorsquon veut privilgier la fourniture dun maximum de tension. La section des fils sera moindre quen imbriqu.

Dans ce cas les liaisons inter-bobines, seffectueront en remontant vers la droite et en reliant la sortie dune bobine avec lentre dune autre. E-S-E-S-E-S- etc.

Les deux bobines concernes, seront dcales dun nombre dencoches, gale ou immdiatement suprieur au pas polaire Z

Lors dun premier passage, les liaisons seffectueront une bobine sur deux. Une bobine sera laisse libre.Le cblage respectera au dbut, le pas polaire. Mais certains faisceaux seront neutres. Ceci est normal. Les forces lectro ou contre lectromotrices se calculeront par la suite, par leur valeur moyenne.

Chaque liaison sera effectue sur une lame du collecteur.

Sil y a plusieurs enroulements il faudra savoir quels seront les couplages choisis. Il y a plusieurs possibilits:

Srie pour les bobines dun enroulements et parallle pour les enroulements. Dans ce cas, il y aura un dcalage constant permettant le bobinage des enroulements les uns la suite des autres. Les charbons recouvriront un nombre dencoches gale ou nombre denroulements.

Il y aura une paire de charbon par enroulement. Ce seront eux qui raliseront la connexion srie.

VI. Rcapitulatif de la mthode de recherche de schma dune machine courant continu de type axiale.

Il faut concevoir son schma dans sa globalit, savoir:

1. Combien dencoches sont disponibles, pour le rotor.

2. Que dsire-t-on au niveau lectrique?

Si lon veut beaucoup de tension.

Alors, le bobinage sera ralis en ondul.

Sinon, ce sera en imbriqu (ou ondul rflchi)

Une remarque: le fait de pouvoir disposer dun nombre de ple diffrent et suprieur 2, prdispose linduction de tensions leves.

Si lon veut beaucoup dintensit.Alors, le bobinage sera surtout ralis en imbriqu, avec plusieurs enroulements, en parallle (par les charbons).

Il est aussi possible dutiliser une encoche par faisceaux. Voir remarque dans Comment concevoir son schma

Une remarque: il est possible de mlanger les genres, du moins sur le papier.

Un exemple: Demander beaucoup de tension et beaucoup de courant.

Pour la tension, cela imposera un nombre pair de ples, suprieur 2 (4, 6, 8,..;) et/ou, un type denroulement ondul. Pour lintensit, plusieurs enroulements en parallle seront ncessaires.

Un autre exemple: Demander une tension importante et beaucoup de courant.

Pour la tension, un type denroulement imbriqu sera suffisant.

Pour lintensit, plusieurs enroulements en parallle seront ncessaires et /ou, un nombre de ples pairs suprieurs 2. Les charbons effectueront 2 2, le couplage en parallle.3. Combien denroulements souhaite-t-on?

Un charbon recouvrira autant de lames quil y aura denroulement.

Sil ny a quun bobinage, il ny aura quune lame du collecteur, occulte par un charbon.

Sil y en a deux bobinages, il y aura deux lames, etc.

Plus le nombre denroulement sera important, plus les conducteurs seront de sections relativement faibles. Le courant sera divis par le nombre denroulement. Le bobinage sera plus ais raliser.

Le calcul et la recherche du schma se fera avec un nombre dencoche divis par le nombre denroulements.

Un exemple, un rotor se 66 encoches et avec trois enroulements se calculera comme un 66/3 = 22 encoches.

Les bobinages seront identiques mais dcals!4. Combien de ples seront disponibles sur les inducteurs.

Il y aura autant de charbons quil y aura de ples.

5. Combien de voltsseront disponibles ou imposs ?

Il faudra connatre le nombre de ples, la vitesse qui sera impose la machine, le nombre denroulement parallle et le nombre de voie denroulement.

Un rappel ncessaire:

Un enroulement complet peut au minimum, prsenter deux lectromoteurs identiques, cbls naturellement en parallle deux par deux, par le seul fait du bobinage. Ils fournissent une force lectromotrice (E), pour les gnrateurs et contre-lectromotrice (E), pour les moteurs. La part du bobinage qui assure cette gnration dlectromoteur prend le nom de voie denroulement. Il ne faut pas confondre enroulement dun rotor de machines courant continu et voies denroulement. Il peut y avoir un bobinage faire avec 3 enroulements, constitus chacun par 4 voies denroulement. On commence par trouver le ct chignons, puis lon termine avec le ct connections

A. Comment concevoir le schma, ct chignons?

1) Il faut raisonner comme sil ny avait quun seul enroulement. Le nombre dencoches utiliser par enroulement, se calculera ainsi:

Nombre dencoches utiliser = eq \s\do1(\f(Nombre dencoches au total;Nombre denroulement )).

2) Il faut de prfrence utiliser toutes les encoches et avec deux faisceaux par encoches.

Remarque:

Une solution originale et lgante consistera utiliser une encoche par faisceau.

Si lon veut utiliser beaucoup de courant, il faudra du gros fil. Les faisceaux seront peut-tre difficiles placer.

On veut peut-tre rcuprer un rotor avec beaucoup trop dencoches.

Dans ce cas, il faudra concevoir son schma normalement, avec deux faisceaux par encoche, comme sil ny avait que la moiti des encoches disponibles.

Puis retour la normale, les deux faisceaux imagins seront disposs rellement, dans une seule encoche, pour chacun.

3) Il faut calculer le pas polaire comme suit.

Pas polaire = eq \s\do1(\f(Nombre de ples;nombre dencoches utilise pour un enroulement ))4) Il faut choisir un cart dencoches entre le faisceau retour dune petite bobine et le faisceau aller dune suivante. Cet cart correspondra au eq \s\do1(\f(pas polaire;2 )), additionn dun nombre nomm Y qui est choisir .

Rappel: Chaque bobine devra tre dispose de faon chaque faisceau occupe deux encoches.

Le premier faisceau, clairement sous un ple. Il faudra commencer compter les encoches, en commenant, par 1. Le second, dcal dun demi pas polaire (au besoin de valeur arrondie), qui sera nomm Z mais dcal avec un nombre dencoches Y Si le premier faisceau est compt 1, le faisceau retour de la section se trouvera un cart correspondant Z + Y

Si 1 + Z + Y < pas polaire, lenroulement se calcule par la droite

Si Y est trop grand, il devient Y.

1 + Z + Y > pas polaire, lenroulement se calcule par la gauche car, Y se retrouve gauche. A gauche comme droite, cela est semblable, mais comme en politique, il faut se choisir un sens.

5) Le nombre de combinaisons de placement des sections ou petites bobines dun enroulement, se calculera en effectuant le rapport: eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y))

6) Y devra tre choisi avec soin, car il faudra absolument que le rapport eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)): ne soit pas divisible. Ne donne pas un nombre entieret quil nexistent pas de rapport direct entre les deux termes de lopration !!!!!

7) Il existe deux possibilits dtapes graphiques pour visualiser le problme, pour tracer un schma de bobinage, ct chignons en reprsentation frontale ou dveloppe.

Reprsentation dveloppe linaire:

Comme il faut utiliser les encoches deux fois, il est possible de raliser une reprsentation dveloppe et panoramique reprsentative du double dencoches du rotor.

La premire encoche sera note 1 et la dernire, du nombre dencoches, fois 2. Cette dernire correspondra en fait la premire ( savoir: la 1)

Il suffira de placer sur la reprsentation un repre correspondant un intervalle gal Z + Y et le reporter le nombre de fois ncessaire de faon terminer sur la dernire encoche.

Il est aussi possible, pour clarifier les choses, de faire une translation de nombres, lorsque lon arrive la moiti du double du nombre dencoches.

Il sera possible dattribuer un sens horaire, ou anti-horaire, la numrotation.

Les sections, ou petites bobines, seront places dans chaque intervalle Y +ZUn exemple: Le moteur 12 encoches 2 ples.

Il faut commencer par tracer 12 x 2 = 24 nombres.

Eventuellement faire une translation eq \s\do1(\f(24;2))

Reprsentation frontale du ct chignons.

Reprsentation panoramique du ct chignon

Remarque prcieuse: les cases numrotes ne reprsentent pas des lames du collecteur, mais les encoches.

Reprsentation dveloppe en escalier:

Le principe de dpart est globalement le mme. Il faut connatre ou choisir Y et Z Il faut utiliser deux fois chaque encoche, pour une voie denroulement.


Faire un cart et calculer le numro dencoches Y + Z pour le faisceau descendant

Lemplacement des faisceaux se retrouve, en effectuant sur plusieurs lignes dcales des calculs de numros dencoches. Les retours une valeur de numro dencoches existant seffectuent au fur et mesure de chaque saut en effectuant une soustraction avec le nombre dencoches du rotor.

Les deux avantages de la mthode sont:

Visuellement, cest une nouvelle approche plus comprhensible pour certaines personnes. La prsentation permet de vite crer un mini fichier de calcul informatique.(Si cet outil est matris)Si le mme exemple est repris: Le moteur 12 encoches 2 ples.


Faire un cart et calculer le numro dencoches Y + Z = 5

Il faudra faire une translation de valeurs, - 12, si le nombre calcul devient suprieur 12.

B. Quelques exemples de schmas de machines, sans les liaisons au collecteur.

1. Moteur 2 ples, 22 encoches, imbriqu.

Le moteur sera calcul comme un moteur de 11 encoches puis ramen 22 en espaant les faisceaux.

Pourquoi?

Si le moteur est calcul comme un moteur de 22 encoches, dont chacune serait travers par un seul faisceau. (Cest agaant, car le principe du cours impose de se servir deux fois de chacune des encoches)

Chacune des bobines se suivent lencoche immdiatement voisine. Lcart est toujours le mme.

La numrotation commencera 1, se terminera 22, puis dcal par soustraction 22, si lcart devient < 22.

Lcart ainsi obtenu sera au minimum dune encoche aprs la frontire du pas polaire.

Pas polaire = 22/2 encoches = 11 encoches/ple.

Il convient quau moins la premire bobine, voit ses faisceaux traverss par un courant de sens contraire. Le montant sur lencoche 1, le descendant, sur lencoche 12, au minimum. Demi pas polaire = 11/2 = 5,5 = Z

1 +Z+ Y = 12

Z+ Y = 11

Le rapport du eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = 22/(5,5+Y) = 22/11 est entier, donc, le bobinage est impossible.Cest ennuyeux car le moteur existe!

Si le moteur est calcul comme un moteur de 11 encoches puis ramen 22.

Chaque bobine sera utilise deux fois. (Cest mieux!)

Chacune des bobines se suivent avec deux faisceaux montant et descendant dans une mme encoche. Lcart est toujours le mme.


Il convient quau moins la premire bobine, voit ses faisceaux traverss par un courant de sens contraire.


Pas polaire = 11/2 encoches/ple = 5,5 encoches/ple

Demi pas polaire = 5,5/2 = 2,75 = Z

1 +Z+ Y = 6

Z+ Y = 5

Le rapport du eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = 11/5 = nest pas entier, donc, le bobinage est possible!Il suffira par la suite dcarter les faisceaux de faon les faire sinstaller dans les 22 encoches!

Ce qui donnera:

Reprsentation panoramique du faux 11 encoches

Remarque: il conviendra de soigner particulirement, le positionnement et lalternance des faisceaux montants et descendants.

Ce qui donnera enfin, ramen 22 encoches:

Reprsentation frontale cot chignons

2. Moteur 4 ples, 22 encoches, imbriqu.

Dans ce cas deux possibilits se prsentent:

Le moteur peut se calculer directement avec deux faisceaux par encoches, en utilisant la totalit des encoches rotor.

Le moteur peut aussi se calculer comme un moteur de 11 encoches puis ramen 22 en espaant les faisceaux. Dans cette optique le bobinage sera plus ar mais les faisceaux comporteront plus de brins actifs.

Recherche directe avec 22 encoches.

Si le moteur est calcul comme un moteur de 22 encoches, dont chacune serait travers par un seul faisceau. (Cest agaant, car le principe du cours impose de se servir deux fois de chacune des encoches)

Chacune des bobines se suivent lencoche immdiatement voisine. Lcart est toujours le mme.



Pas polaire = 22/4 encoches/ples = 5,5 encoches/ples.

Il convient quau moins la premire bobine, voit ses faisceaux traverss par un courant de sens contraire. Le montant sur lencoche 1, le descendant, sur lencoche 6, au minimum. Demi pas polaire = 22/8 = 2,75 = Z

1 +Z+ Y = 6

Z+ Y = 5

Le rapport du eq \s\do1(\f( nombre dencoches; + Y)) = 22/5 = 4,4, nest pas entier. Donc, le bobinage est possible!

Ce qui donnera:

Reprsentation panoramique du 22 encoches, 4 ples.

Remarque: lusage des couleurs peut aider dans la reprsentation panoramique, si lon respecte strictement un ordre dapparition et de motifs.Reprsentation frontale cot chignons

VII. Le raccord des sections et la position des charbons, sur le collecteur.

A. Rappels importants:

Pour les charbons

Il y aura autant de charbons, quil y aura de ples.

Les charbons qui possdent la mme polarit lectrique seront raccords par un cble conducteur de faon les positionner en parallle.

Les ples seront gnralement disposs de manire quidistante.

Le charbon recouvrira un nombre dencoches gal au nombre denroulements parallles.

La position optimale dun charbon se trouvera, lendroit exact, o deux voies denroulement se rejoignent. En principe, il y a une voie denroulement par ple. (La voie denroulement est le terme utilis par les bobineurs, pour dsigner un ensemble de sections qui produisent une force (contre) lectromotrice. Si le bobinage est correctement ralis, toutes les voies denroulement produisent les mmes f(c)ems.)

Il est mcaniquement possible de dcaler la position globale des charbons pour modifier la force lectromotrice induite, ou la vitesse, si lon travaille en moteur. Ce type de rglage et dasservissement nest plus utilis de nos jours, au profit de tous les rgulateurs dlectronique de puissance qui existe aujourdhui.

Le pas polaire est le rapport entre le nombre dencoches et le nombre de ples. Dans le cas dune machine courant continu, ce rapport peut tre fractionnaire.

Chaque brin actif se trouvant dans une encoche, sous un ple donn, sera traverse par un courant dont le signe dpendra de la polarit de linducteur. Dans le cas de machines continu, il se peut quune encoche se trouve, un moment donn, dans une zone neutre. Ce nest pas grave car toutes les valeurs se dtermineront par des valeurs moyennes.

B. Pour les enroulements.

Il existe deux types denroulements: les enroulements imbriqus et les onduls.

Dans les enroulements imbriqus, les raccords, se font en revenant en arrire du sens de lecture du schma.

Dans les enroulements onduls, les raccords, se font en allant en avant, en suivant le sens de lecture du schma.

C. Comment faire?

1. Il faut calculer et imaginer le schma du ct chignons, sans se proccuper des connections et des charbons.

2. Si lon veut plusieurs enroulements parallles, on nen calcule quun, les autres seront identiques mais dcals.

3. Lorsque le schma des bobines est trouv, il faut disposer sur la zone des brins actifs, des flches qui symboliseront le passage des courants induits, en fonction du pas polaire. Il faire en sorte, que les faisceaux des premires sections ne soient pas en contradiction avec le sens des flches. Une astuce: Il est parfois ncessaire de dcaler les flches, d peu prs un demi-pas polaire. Cela simplifie la comprhension et le cblage du collecteur.Si cela diverge de temps en temps, ce nest pas grave, car cela va squilibrer. Il devrait y avoir une succession de voies denroulement, o le pas polaire sera peu prs ou totalement respect.Si cest carrment impossible de placer, ne serait-ce, quune bobine, cest quil y a eu erreur de conception.

D. En imbriqu, chaque bobine se verra raccorde une prcdente, dcale dun nombre dencoche fixe, par rapport la prcdente. La lame du collecteur servirait de liaison.

Il faut tre rigoureux et respecter une logique (la sienne)

A savoir, si lon commence par le faisceau montant dun section, on termine par le faisceau descendant!

Si le faisceau montant se trouve droite dune encoche, en principe le faisceau descendant sera gauche!

Il faut sy tenir, mme sil y a menace de contrle fiscal!

1. Principe:

Il suffirait de commencer la premire encoche (1), l o se trouve un faisceau, puis de rajouter le nombre qui permet de revenir du ct chignons, au deuxime faisceau constituant la section. (Appelons ce nombre W, pourquoi? Parce ce moment de la rdaction, lauteur avait envie dun Whisky!)

W correspond au pas avant, dj cit et avec la dnomination Y1 ou (1+X)

Voir la dfinition.Pour le retour, il faut partir de la dernire valeur, puis de retrancher du nombre dencoches, gale la progression moins lcart e dsir. Pour cet cart e, le plus simple est de choisir: 1, lorsque lon se dcale dun cran; 2, si lon choisit de se dcaler de 2 crans; etc. Par la suite, il faut rajouter le nombre W (ou Y1) (ou 1+X)

Ce dcalage correspond ce qui sappelle le pas rsultant, dj cit et not Y2 ou e (personnellement je prfre e, comme cart)

Le dcalage e, ne doit pas tre suprieur au pas polaire, sous crainte de trouver des f(c)ems en opposition.

Si le rsultat des oprations dpasse la valeur du nombre dencoches, il faut faire un dcalage, en retranchant au calcul le nombre dencoches.

Si lon revient 1, OU que le calcul donne une valeur ngative ET quil nous reste des faisceaux non traits, il faut continuer en utilisant le deuxime faisceau encore non utilis, mais il faudra rajouter le nombre dencoches! Sinon le compte ne sera pas bon!

Par contre; de nouveau, Si le rsultat des oprations dpasse la valeur du nombre dencoches, il faut faire un dcalage, en retranchant au calcul le nombre dencoches.

Les lames du collecteur seront dessines de faon raliser un schma le plus facile possible. Cest trs subjectif, mais quil nexiste pas de conseils impratifs. Chacun voit!

Ce qui peut amener crer une structure mathmatique, ou il serait possible destimer le cheminement des raccords et la position des soudures sur le collecteur.

e ou Y1 correspond un cart dencoches constat ou dsir entre deux bobines jointives. Ces bobines ne sont pas forcment relies ensemble. Voir la dfinition. Personnellement je prfre e car plus proche du terme cart

Au minimum e = 1 sauf si lon ne place, quun seul faisceau par encoches

Une encoche dcart supplmentaire e = 2 (Il faut aimer le risque!!!!)

X, utiliser est la diffrence entre Y et 1, la 1re encoche.Il faut runir les sections en revenant en arrire avec un cart dencoche, nomm eOn commence 1,

De 1 (1+X)

De (1+X) vers (1+X) - (X e)

De (1+X) - (X e) (1+X) - (X e) + X

Etc.Ce qui entraine quen commenant sur lencoche n1 et en plaant lentre de la premire bobine:

Il faudra dabord ajouter, tantt X, puis retrancher( X - e) La premire encoche utiliser sera la 1. Ce sera une entre de bobine!

La prochaine encoche utiliser sera une sortie de la bobine (ici, la premire)

Elle se calculera se calculera en ajoutant X au numro dencoche prcdent. Lencoche suivante sera une entre. Son numro se calculera en Retranchant ( X- e ), au numro dencoche prcdent. Et ainsi de suite2. Remarque:

Les valeurs numriques trouves seront souvent suprieures au nombre dencoche maximum du rotor. Ce nombre sera ramen des valeurs utilisables, par retrait successif du nombre total dencoche.

Si lon retrouve la premire encoche, OU que la valeur calcule ngative, alors il faut partir en arrire et ajouter une fois, le nombre dencoches.

Si lon retrouve un numro suprieur au nombre maximum dencoches, alors on recommencera de retrancher comme prcdemment.

3. Un exemple: Moteur 12 encoches X = 5 et e=1On commence 1

(OprationValeur obtenu par le calculValeur rduite si dpassement 12SI valeur = 1, OU SI < 0 ET SI dpassement 12NType

1Rien111E

2+ X666S

3- (X-e)444E

4+ X999S

5- (X-e)555E

6+ X101010S

7- (X-e)666E

8+ X111111S

9- (X-e)777E

10+ X1212112S

11- (X-e)888E

12+ X1313-12 =11+121S

13- (X-e)91+ 12 - 4 = 91+ 12 - 4 = 99E

14+ X1422S

15- (X-e)-2-2+12 =1010E

Etc.Etc.Etc.Etc....

( = La qualification de lencoche utilise: La 1re, la 2me, etc. Ce nest pas le numro de positionnement! La seconde porte peut-tre le numro 6, ou 13, ou nimporte quel autre.

Cela amnera crer une structure mathmatique, ou il serait possible destimer le numro des encoches, le cheminement des raccords et la position des soudures sur le collecteur.Si vous aimez les formules celle-ci pourra tre:Ip. ( ( - 1 ); 2 )) eq \x(1 + . e + Pr . [ eq \s\do1(\f(( ( - 2 ); 2)) . e + Pr . ( 1 +X )])

Avant la crise de nerfs, quelques explications:X = diffrence au comptage des encoches entre lentre et la sortie dune bobine.

e = cart choisi entre deux entres de deux bobines.


Ip est une formule de mon cru! Elle passe 1 si ( est impair, 0 pour le contraire!

Ip = eq \s\do1(\f([ 1 +(- 1)((+1) ]; 2))Pr est une formule de mon cru! Elle passe 1 si ( est pair, 0 pour le contraire!

Pr = eq \s\do1(\f([1 + ( 1) ( ]; 2))Vous pourrez lutiliser plus facilement avec un logiciel tableur.

(Jai eu assez de mal, la modliser!)Voyons si cela est vrai, avec le mme exemple.

On commence 1

(OprationRsultats brutsAprs rductionRsultatType

1Rien111E

2+ X1+X1+X6S

3- (X-e)1+X-(X-e)1+ e4E

4+ X1+X-(X-e)+X1+X+ e9S

5- (X-e)1+X-(X-e)+X- (X-e)1+ 2e5E

6+ X1+2e+ X1+X+ 2e10S

7- (X-e)1+2e+ X- (X-e)1+ 3e6E

8+ X1+2e+ X- (X-e)+ X1+X+3e11S

9- (X-e)1+2e+ X- (X-e)+ X- (X-e)1+ 4e7E

10+ XEtc.Etc.12S

( = La qualification de lencoche utilise: La 1re, la 2me, etc. Ce nest pas le numroA noter: Lalternance des deux sries pour les encoches paires ou impaires (do la difficult modliser pour un non matheux)

Rappel des remarques:

Les valeurs numriques trouves seront souvent suprieures au nombre dencoche maximum du rotor. Ce nombre sera ramen des valeurs utilisables, par retrait successif du nombre total dencoche.

Si lon retrouve la premire encoche, OU que la valeur calcule ngative, alors il faut partir en arrire et ajouter une fois, le nombre dencoches.

Si lon retrouve un numro suprieur au nombre maximum dencoches, alors on recommencera de retrancher comme prcdemment.

4. Pour les charbons:

Il faudra placer les charbons lendroit prcis o, selon le principe du pas polaire, les courants vont se rejoindre (ou se sparer). Le lieu prcis correspond la jonction de deux voies denroulement.

5. Un exemple non contractuel: Il y 12 encoches, le pas polaire est de 6 encoches par ples.

On commence 1, la premire bobine sera dispose entre lencoche 1 et 6

Pour aller de 1 6, il faut rajouter 5. c'est--dire ajouter un nombre X

Pour revenir, si lon fait au plus simple et lon prend un cart de 1. Il faudra retrancher 5 (6 cart). Pour progresser, il faudra ajouter X,

Si le nombre dencoches est dpass, il faut retrancher ce nombre.

Si lon revient au nombre 1, il faut calculer en sens inverse.

Ce qui donnera.

16 = 1+5

6-5+cart choisi =2

27= 2 + W= 2 + Y1

7-5+1=3

38

8-5+1=4

49

9-5+1=5

510

10-5+1=6

611

11-5+1=7

712

12-5+1=8

813, donc13 -12 = 1Ici, inversion de

sens, il faut rajouter le nombre dencoches!

11+12-5 =8

88+12-5+1=16, donc 16-12 =4

(On rajoute +12,

Puisquon a

repass 1,

puis on dcale

de 1 et enfin

on retranche de

lcart choisi)

44+12-5+1=12

1212+12-5+1=20, alors dcalage, donc 20-12=8Nous sommes oblig de

dcaler.

88+12-5+1=16, donc 16-12 =4

4 etc.

En ondul, chaque bobine se verra raccorde une suivante.

Il y a un cart dune section entre deux liaisons sur le collecteur. Il y a un cart dencoches gal ou suprieure au pas polaire, pour une section. Ce qui amne pouvoir comptabiliser les encoches selon une procdure analogue celle exprime ci-dessous.

e ou Y1 correspond un cart dencoches constat ou dsir entre deux bobines jointives. Ces bobines ne sont pas forcment relies ensemble. Voir la dfinition. Personnellement je prfre e car plus proche du terme cart

Sil y a deux faisceaux par encoches e = 0

Un faisceau, par encoches e = 1

Une encoche dcart supplmentaire e = 2 (Il faut aimer le risque!!!!)

Y correspond lcart dencoches, entre deux sections.

X, utiliser est la diffrence entre Y et 1, la 1re encoche.Il faut runir les sections en sautant une section sur deux!

De (1+X) 1 + 2.X + 2.e

De 1+ 3X +2e 1+4x +3.e

Etc.Ce qui entraine quen commenant sur lencoche n1 et en plaant lentre de la premire bobine:

Il faudra ajouter, tantt X, tantt (X+2 cart)

La premire encoche utiliser sera la 1. Ce sera une entre de bobine!


Elle se calculera se calculera en ajoutant X au numro dencoche prcdent. Lencoche suivante sera une entre. Son numro se calculera en ajoutant (X+2e) au numro dencoche prcdent. Et ainsi de suiteRemarque: Les valeurs numriques trouves seront souvent suprieures au nombre dencoche maximum du rotor. Ce nombre sera ramen des valeurs utilisables, par retrait successif du nombre total dencoche.

Un exemple: Moteur 22 encoches X = 5 et e = 1On commence 1

(OprationValeur obtenu par le calculValeur rduite si dpassement 22Type

1Rien11E

2+ X66S

3+ (X+2e)1313E

4+ X1818S

5+ (X+2e)2525-22 = 3E

6+ X308S

7+ (X+2e)3715E

8+ X4220S

Etc.Etc.Etc.Etc..


Cela amnera crer une structure mathmatique, ou il serait possible destimer le numro des encoches, le cheminement des raccords et la position des soudures sur le collecteur.Si vous aimez les formules, celle qui permettra de trouver les numros dencoches sera celle-ci: eq \x(1 + (( - 1). X + [(( - 1).Ip] . e + [ (( - 1).Pr] . e)Avant la crise de larmes, quelques explications:X = diffrence au comptage des encoches entre lentre et la sortie dune bobine.

e = cart entre deux bobines jointives.


Ip est une formule de mon cru! Elle passe 1 si ( est impair, 0 pour le contraire!

Ip = eq \s\do1(\f([ 1 +(- 1)((+1) ]; 2))Pr est une formule de mon cru! Elle passe 1 si ( est pair, 0 pour le contraire!

Pr = eq \s\do1(\f([1 + ( 1) ( ]; 2))Vous pourrez lutiliser plus facilement avec un logiciel tableur.

(Jai eu assez de mal, la modliser!)Voyons si cela est vrai, avec le mme exemple.

Remarque: on saute de 2 e chaque encoche impaire (do la difficult modliser pour un non matheux)

Numro dencocheOprationValeur obtenu par le calculValeur rduite si dpassement 22Type

1Rien11E

21 + X66S

31+ X+2e1313E

41+ 2 X+2e1818S

51+ 3 X+4e2525-22 = 3E

61+ 4 X+4e308S

71+ 5 X+6e3715E

81+ 6 X+6e4220S

Etc.Etc.Etc.Etc..

Attention! Si lon choisit un cart >0, il y aura possibilit davoir plusieurs enroulements placer par la suite en parallle.

En effet pour calculer les numros dencoches, il faudra ajouter, tantt X, tantt (X+2 cart) La premire encoche utiliser sera la 1. Ce sera une entre de bobine!


Elle se calculera se calculera en ajoutant X au numro dencoche prcdent. Lencoche suivante sera une entre. Son numro se calculera en ajoutant (X+2e) au numro dencoche prcdent. Et ainsi de suiteRemarque: Les valeurs numriques trouves seront souvent suprieures au nombre dencoche maximum du rotor. Ce nombre sera ramen des valeurs utilisables, par retrait successif du nombre total dencoche.

Un constat:

Si lon retranche k fois le nombre dencoche, il peut arriver que lon retrouve la premire encoche avant, que toutes les bobines soient exploites!Il nest pas question de retrancher le nombre dencoches totale, comme pour un enroulement imbriqu, car la philosophie de ce type de bobinage est daller toujours en avant et de jamais retourner. Dailleurs cela conciderait faire une liaison deux faisceaux dans une mme encoche. (Aprs tout, pourquoi pas mais ce nest pas trs orthodoxe! Cela mriterait dtre tudi!)

Heureusement, cela arrive un quotient entier des encoches disponibles! La moiti, le tiers, le quart.

Surtout la moiti, si e = 1, cela peut tre le quart si e =2

Cela signifie que lon a ralis un enroulement avec la moiti des sections.

Si lon duplique et lon dcale un nouvel enroulement, identique au premier, il sera possible dobtenir un enroulement ondul parallle.

La liaison parallle seffectuera par la runion de X lames = X enroulement distincts, sur le collecteur.

Il est possible de prvoir au del de 2 enroulements. Cela tend aussi vers le dlire! Mais cest possible!Les avantages:

Il y aura beaucoup de tension grce au principe de lenroulement ondul.

Il y aura beaucoup de fourniture dintensit, grce aux enroulements parallles

Les inconvnients.

Il ny en a pas proprement parler, sauf, si lon ne sy attendait pas.

Il sera plus judicieux de raliser un bobinage avec au dpart le choix de raliser X bobinage identiques, avec deux faisceaux par encoches, (cart = 0), chacun utilisant 1/X fois le nombre dencoches, que de raliser plusieurs bobinages onduls parallle

En effet il ne faut pas oublier que la principale liaison en parallle seffectue par les charbons. Plus il y aura des bobinages, plus les changes dintensit seront importants. Leffet joules et les arcs seront accentus.

On se limite gnralement deux demi enroulements!

Pour les charbons: Le raccordement entre bobine sera associ une liaison directe vers une lame du collecteur.

Il faudra placer les charbons lendroit prcis o, selon le principe du pas polaire, les courants vont se rejoindre (ou se sparer). Le lieu prcis correspond la jonction de deux voies denroulement.

Sil y a plus de deux voies denroulement, il faudra raccorder les charbons de mme polarit, par des cbles conducteurs, afin de placer les lectromoteurs en parallle.

Il faut tre rigoureux et respecter une logique (la sienne)

Rappel:

A savoir, si lon commence par le faisceau montant dun section, on termine par le faisceau descendant!

Si le faisceau montant se trouve droite dune encoche, en principe le faisceau descendant sera gauche!

Il faut sy tenir, mme sil y a menace darrive de belle-mre!Si le rsultat des oprations dpasse la valeur du nombre dencoches, il faut faire un dcalage, en retranchant au calcul, le nombre dencoches.

Si lon revient 1, et quil nous reste des faisceaux non traits, il faut continuer en utilisant le deuxime faisceau encore non utilis, mais il faudra rajouter le nombre dencoches! Sinon le compte ne sera pas bon!

Les lames du collecteur seront dessines de faon raliser un schma le plus facile possible. Le mieux est de les disposer de faon ce quil y en ait une, entre les deux faisceaux de la bobine du dpart! C'est encore trs subjectif, mais, il nexiste pas de rgles bien prcises ce sujet!Un exemple non contractuel: Rappel de la rgle:

Il suffit de connatre o est la sortie de la 1re section, savoir: (1+X)

Il faut relier la bobine suivante (X+2.e) encoches plus loin.

La sortie sera une distance dencoches gale X



Etc.

Il y 12 encoches, le nombre dencoches entre les deux faisceaux dune section est de 1+X = 6 encoches. Il y a deux faisceaux par encoches, ce qui amne e = 0 et X = 5

On commence 1, la premire bobine sera dispose entre lencoche 1 et 6 et (1 +X) = 6 Pour continuer, il faudrait relier la prochaine section qui se trouve (X+2.e) encoches, plus loin. C'est--dire quil faut ajouter 5 au dernier chiffre obtenu, car e = 0. Lentre de la bobine suivante sera lencoches 11 Le faisceau de sortie sera 11 + X = 16

Pour continuer, il faudrait relier la prochaine section qui se trouve (X+2.e) encoches, plus loin. C'est--dire quil faut ajouter 5 au dernier chiffre obtenu, car e = 0. Lentre de la bobine suivante sera lencoches 21 Si lon dpasse un nombre gal au nombre dencoches, il faudra dcaler en retranchant le nombre dencoches. Donc faire 21 12 = 9

Le faisceau de sortie sera 9+ X = 14

Etc, etc.

Si lon revient 1, Soit, cest fini, soit, il faut reproduire un autre bobinage identique sur les autre encoches (ondul parallle)

Ce qui donnera.

11+5 = 6

1116, donc dpassement, et donc dcalage, 16-12= 4

9etc.

VIII. Des applications pratiques :

a) Le moteur 12 encoches 2 ples. (Dj tudi)

On recherche le schma, ct chignons

On trace les flches relatives au pas polaire. Celles-ci seront, si besoin est, dcales de faon permettre la circulation des courants, pour les premires sections) On rappelle que lon travaille avec des f(c)ems induites moyennes, tout va squilibrer par la suite.

Le collecteur est positionn. Attention il y devra y avoir autant de lames que de faisceaux. On choisir un cblage; ondul, ou imbriqu. Selon le mode de cblage choisi, on raccorde deux deux sur le collecteur, les sections. On positionne les charbons la jonction de deux voies denroulement. Le premier est trouv, le deuxime sera ( 360/2 plesEn mode imbriqu, le retour se fait par larrire.

12 encoches, 2 ples donnent un pas polaire de 6 encoches par ples.

On avance de 5, Lcart choisi est de 1. On retournera de 4 (= 5- cart choisi)

Ce qui donnera, en reprenant les calculs dj effectus.

16 = 1+5

6-4 =2

27

7-4=3

38

8-4=4

49

9-4=5

510

10-4=6

611

11-4=7

712

12-4=8

813, donc13 -12 = 1Ici, inversion de

sens, il faut rajouter le nombre dencoches!

11+12-5 =8

88+12-4=16, donc 16-12 =4

(On rajoute +12,

Puisquon a

repass 1,

puis on dcale

de 1 et enfin

on retranche de

lcart choisi)

44+12-4=12

1212+12-4=20, alors dcalage, donc 20-12=8Nous sommes

oblig de dcaler.

88+12-4=16, donc 16-12 =4

4 etc.

Schma final:

En mode ondul, le retour se fait par lavant.

Rappel de la rgle:






Etc.

On ajoute toujours la mme valeur, savoir 5

Ce qui donnera.

16 = 1+5

66+5=11

1111+5=16, donc dpassement, et donc dcalage, 16-12=4

44+5=9

99+5=14, donc >12, donc 12-5 =7

77+5=12

1212+5=17, donc 17-12 =5

55+5=10

1010+5 =15, 15-12=3

33+5=8

88+5=13, donc 13-12 =1

Ici, inversion de sens, il faut rajouter le nombre dencoches! et retrancher V = 5

11+12-5 =8

88+12-5=15, donc 15-12 =3

(On rajoute +12,

puisquon a repass

1, puis on dcale

de 1 et enfin, il faut

retrancher de lcart .

choisi)

34+12-5=11

1111+12-5=19, alors dcalage, 19-12=7Nous sommes oblig

de dcaler.

77+12-5=15, donc 15-12 =4

44+12-5=11

11+12-5 +18, donc 18-12=6

6 etc.

Schma final:

b) Le moteur 22 encoches deux ples. (Dj tudi)


On trace les flches relatives au pas polaire. Celles-ci seront, si besoin est, dcales de faon permettre la circulation des courants, pour les premires sections. On rappelle que lon travaille avec des f(c)ems induites moyennes, tout va squilibrer par la suite.

Le collecteur est positionn. Attention il y devra y avoir autant de lames que de faisceaux. On choisir un cblage; ondul, ou imbriqu. Selon le mode de cblage choisi, on raccorde deux deux sur le collecteur, les sections. On positionne les charbons la jonction de deux voies denroulement. Le premier est trouv, le deuxime sera ( 360/2 ples.1. En mode imbriqu, le retour se fait par larrire.


Le dcalage de retour (Y) choisi sera de 2, pour changer. Mais il pourrait tre de 1, 3,..

On avance de 11, Lcart choisi est de 2. On retournera de 9 (= 11- cart choisi)


112 = 1+11

12-9=3

314

14-9=5

516

16-9=7

7+11=18

18-9=9

920

20-9=11

1122

22-9=13

1324, donc il y a dpassement, et donc dcalage,

24-22=2

213

13-9=4

415

15-9=6

617

17-9=8

819

19-9=10

1021

21-9 =12

Etc.

Schma final:

2. En mode ondul, le retour se fait par lavantRappel de la rgle:






Etc.

Moteur:


Donc (1+X) = 12, donc X = 11. On ajoute toujours la mme valeur, savoir (X+2.e) = 13


12

(Sortie de la 1re section)

12+(X+2e) =12+13=25 sil y a dpassement, on retranche le nombre dencoches.

25 -22 =3(Entre de la 2me section)

3+ X =14(Sortie de la 2me section)

14+(X+2e) = 14+13=27 (sil y a dpassement, on retranche le nombre

27 - 22 = 5

dencoches) (Entre)

5+ X =16(Sortie)

16+13=29 (Entre)29-22=7

7+11 =18

18+13=31(Entre)

31-22 =9

9+11=20(Sortie)

20+13=33(Entre)

33-22=11

11+11=22(Sortie)

22+13=35(Entre)

35-22=13

13+11=24 (Sortie)24+13=27(E)15+11=26 (Sortie)26-22=4

4+13=17 (Entre)

17+11=28 (Sortie)

28-22=6

6+13=19 (Entre)

19+11=30(Sortie)

30-22=8

8+13=21(Entre)

21+11=32(Sortie)

32-22+13=23(Entre)

23-22 = 1

Comme il ny a plus de sections disponibles, les liaisons ct connections sont termines.

Schma final:

Attention!!!!!!

Lorsque lon ralise le schma, ou bien que lon essaye de deviner le cblage, en regardant le rotor dun moteur bobin ainsi, il est trs facile (trs, trs!) de le confondre avec un moteur, enroulement imbriqu!

Lauteur en sait quelque chose de dplaisant!

c) Le moteur 22 encoches quatre ples. (Dj tudi)


On trace les flches relatives au pas polaire. Celles-ci seront, si besoin est, dcales de faon permettre la circulation des courants, pour les premires sections. On rappelle que lon travaille avec des f(c)ems induites moyennes, tout va squilibrer par la suite.

Le collecteur est positionn. Attention il y devra y avoir autant de lames que de faisceaux. On choisir un cblage; ondul, ou imbriqu. Selon le mode de cblage choisi, on raccorde deux deux sur le collecteur, les sections. On positionne les charbons la jonction de deux voies denroulement. Le premier est trouv, le deuxime sera ( 360/4 ples. Les deux derniers seront dcals de la mme manire. Pour un bobinage, les voies denroulements seront naturellement disposes en parallle par paires spares. Il conviendra de runir par les charbons les zones de polarit identique.

1. En mode imbriqu, le retour se fait par larrire.

22 encoches, 4 ples donnent un pas polaire de 5,5 encoches par ples.

Le dcalage de retour (Y) choisi sera de1, mais il pourrait tre de 2, 3,..

On avance de 5, Lcart choisi est de 1. On retournera de 4 (= 5 - cart choisi)

Si le numro dencoches dpasse 22, on dcalera cette valeur de 22 en retranchant.Il faut partir de lencoche 1 et revenir celle-ci.


16

2 7

38

49

510

611

712

813

914

1015

1116

1217

1318

1419

1520

1621

1722

1823-22=1

1924-22=2

2025-22=3

2126-22=4

2227-22=5

23-22 = 16

Schma final:

2. En mode ondul, le retour se fait par lavant

Rappel de la rgle:


Ici, 1 + X = 6, donc X = 5


Prenons un cart: e = 1

Lentre de la bobine suivante sera 5+2 =7




Etc.

Il faut partir de lencoche 1 et revenir celle-ci.

Moteur:

22 encoches, 4 ples donnent un pas polaire de 5,5 encoches par ples.

Donc (1+X) = 6, donc X = 5.

Les sorties sont + 5

Pour les entres, on ajoute toujours la mme valeur, savoir (X+2.e) = 7

Sil y a dpassement, on retranche le nombre dencoches.


1 (Entre de la 1re section)6(Sortie de la 1re section)

6+7=13(Entre de la 2me section)

13+5=18(Sortie de la 2me section)18+7-22=3Entre (On retranche 22, car il y a eu dpassement)

8

Sortie

15

Entre

20Sortie

27-22=5 Entre

10Sortie

17 Entre

22Sortie

29-22=7 Entre

12 Sortie19

Entre

24-22=2 Sortie9Entre

14Sortie21Entre26 Sortie33-22=11 Entre16 Sortie23=22=1 Entre

Remarque: comme il faut toujours aller vers lavant le bobinage est termin. Mais il reste la moiti des bobines totales. Il y aura donc un second bobinage, identique au premier. Les deux seront runis en parallle, Par les charbons.

Schma final:

Remarques:

Le schma de bobinage a dabord t ralis une 1re fois en dessinant le premier enroulement avec un ct chignons en gras. Le deuxime bobinage est en traits fins et en violet. Les deux enroulements sont disposs en parallle grce au recouvrement de 2 encoches par la largeur des charbons.

Si lon veut mettre les deux enroulements en srie, par polarits opposes, pour favoriser la tension, les charbons seront de taille plus restreinte de faon ne recouvrir, quune encoche.

Pour un bobinage, les voies denroulements seront naturellement disposes en parallle par paires spares. Il conviendra de runir par les charbons les zones de polarit identique.

IX. Le calcul des force lectromotrices (ou contre- lectromotrice)

A. Quelques rappels:

Tous les enroulements sont constitus de bobines identiques, relis entre elles, par des connections sries ou parallles.

Un groupe de bobines cbles de faon assurer seul, le bon fonctionnement de la machine prend le nom denroulement.

Un enroulement complet prsente, par paire de ples, deux lectromoteurs identiques, cbls naturellement en parallle deux par deux, par le seul fait du bobinage. Ils fournissent une force lectromotrice (E), pour les gnrateurs et contre-lectromotrice (E), pour les moteurs. La part du bobinage qui assure cette gnration dlectromoteur prend le nom de voie denroulement.Exemple: un moteur 4 ples simple bobinage possde 2 fois 2 voies denroulements en parallles.

Il conviendra de runir par les charbons les zones de polarit identique.

Il ne faut pas confondre enroulement dun rotor de machines courant continu et voies denroulement. Il peut y avoir un bobinage faire avec 3 enroulements, constitus chacun par 4 voies denroulement. Les diffrents enroulements sil existe pourront tre runis en parallle ou en srie (le cas est moins frquent).

Les bobines sont disposes, en partie, dans les encoches du rotor du moteur. Une grosse partie se trouve hors des encoches et doivent tre correctement disposes de faon dsquilibrer le moins possible, le rotor. Comme pour un pneu de voiture il sera ncessaire de vrifier, voire de rectifier lquilibrage du rotor.

2 portions dune seule et mme bobine, utilisent 2 encoches distinctes. Le groupe de fils dune bobine, prsents dans une encoche prend le nom de faisceaux

Les fils constituant un faisceau prennent le nom de brins actifs, car cest une des seules parties dune bobine, gnrer une force ou induire une force lectromotrice.B. Pour calculer la f(cem) dun gnrateur, ou moteur.Les formules ne seront pas expliques ici, comme nous nous trouvons dans un ouvrage dexplication de pratiques et de tours de mains. Elles se trouvent dans tous bons ouvrages traitant dlectrotechnique. Il faudra savoir au pralable, combien de ples, donc de voies denroulement sont prsents dans le moteur.

Quel sera le flux magntique embrass par une section? Quel est le nombre de brins actifs au total pour une voie denroulement? Sil y a plusieurs enroulements, comment sont-ils runis, en srie ou en parallle?

eq \x(E moyen = K . p .n . N . )

E moyen correspondra la force lectromotrice ou contre lectromotrice de la machines. Nous aurons des Volts.

Le terme moyen est utilis car quelque soit la qualit du bobinage utilis, il y aura des ondulations.

Celles-ci sont causes par laddition, toujours pas toujours harmonieuses de tensions dont la forme est celle dalternances positives de sinusodes dcales.

En plus, la friction des charbons et du collecteur, provoque des tincelles.

Lensemble ne sera pas donc parfait!

K correspondra au coefficient de coulage:

K = 1 si tous les enroulements sont en parallle.

K = 2 sil y a 2 enroulements distincts, identiques et en srie.

K = 3 sil y a 3 enroulements distincts, identiques et en srie.

Etc.

P = nombre de paires de ples. Toujours pairs et dcomposable en puissance de 2 (2, 4, 8 etc), ou non dcomposable en nombre premiers (2 x 3; 2 x 5; etc.)

n est la vitesse de rotation impose, ou attendu pour la machine. n doit tre en tours / secondes.Le flux magntique maximum se calculera en effectuant le produit

= B maximum en saturation magntiqueX fois la surface occupe par une section en m

Cest le plus dur, il faut connatre linduction maximale dans le rotor. Pour cela, il faut passer par une manipulation utilisant lalternatif.

Le descriptif de cette mthode est prcise dans le site Mistershoelec

http://perso.orange.fr/alain-nol.soulier/Electrobobinage/bmax/connaitrebmax.htmUne prcision:

Les machines courant continu travaillent en saturation, surtout pour les gnrateurs.

Il faut connatre la zone dinduction en saturation, pour un moteur, avec un chssis donn.X. Quelques complments pour les vicieux!

Jappelle vicieux, ceux qui aurait entrevu une solution, pour augmenter les f(c) ems, par cblage des voies denroulements, pour les machines multipolaires.

En effet, il est thoriquement et pratiquement possible de raliser des raccordements sur le collecteur, de manire coupler en srie, des groupes de voies denroulement.

Je ne cautionne pas ce genre de pratique, car elle est pratiquement difficile et dangereuse raliser pour un bobinier dbutant. Je prfrerais la solution utilisant des enroulements indpendants.Je donne quand mme le principe, en laissant toute la responsabilit de leurs actes, ceux qui veulent faire lexprience!Rappels (encore)

Si lon ralise un schma classique: Dans une machine multipolaire, il y a autant de voies quil y a de ples.

Les voies denroulements sont naturellement couples en parallle par paire. Chaque paire, ralise ce que jappelle un groupe et chaque groupe est en srie

Le dernier groupe est runi avec la premire. Cest ce que jappelle, une srie boucle

Voici lexemple pris:

A chaque position neutre de trouve un charbon, qui est le lieu de convergence des courants.

Cela se traduit grosso modo par le schma ci-dessus

Le principe:

Il suffit de dconnecter (ou de ne pas connecter) lors de la ralisation du ct connections dun fil dentre ou de sortie dune groupe de voies denroulements. De supprimer deux charbons et, bien de ne pas effectuer la liaison parallle sur ceux-ci. Puis de raccorder, par un strapp cach dans les chignons du rotor, les liaisons absentes. Ceci permettra de raliser un groupement srie, parallle

Rsultats:

Pour lexemple choisi, la diffrence de potentiel gale 2 fois, celle qui aurait t prsente avec un groupement strictement parallle.

Il faut un collecteur avec deux lames de moins, que prvu. Ou bien accepter un saut, dans la fourniture ou la rception de lnergie. (Ce qui serait tonnant)

Le risque majeurest de se tromper de section, surtout sil y a plusieurs enroulements indpendants, ou bien de voies denroulements et de faire un court-circuit. De toutes faons, cela se vrifiera la vue des tincelles produites.

A voir, avec prudence!Electrodes de linduit avec leurs peignes dalimentation.

Bobines des inducteurs

Arbre

Les bobinages devront tre disposs rgulirement pour que les forces (contre) lectromotrices sadditionnent et et se compltent.

Les intensits traversant chaque bobine, ne devront globalement pas se contrarier.

Il ne devra pas y avoir de balourd. Un quilibrage en rotation devra tre ralis en fin de bobinage.

Lensemble sera constitu de bobines identiques connectes entre elles.

Les soudures sur le collecteur devront tre soignes. Elles seront ralises, en dessous de chaque lame du collecteur, de faon ce que la force centrifuge ne les dtriore pas.

Y1

Y2

Y

Attention, car les lettres Y sont dj utilises!

Dans ma mthode, seuls, Y1 et Y seront utiliss.

Y1 correspond la largeur de section caractris par un nombre dencoches, gale ou suprieure au pas polaire.

Y, qui est lcart choisi entre deux sections dun mme enroulement.

Y ne devra jamais tre gal au pas polaire (voir plus loin!), sous peine dopposition des courants induits.

Pas polaire = nombre total des encoches / nombre de ples

Exemple de moteur: 11 encoches, 2 ples

Les faisceaux seront traverss en fonction du ple auxquels ils sont soumis.

Comme il y a 11 encoches et 2 ples, il y aura 5,5 encoches sous un ple.

Cest dire quil y aura 5 encoches sous un ple, 5 sous un autre et une dernire encoche juste la frontire. Cette dernire sera neutre.

Nord

Sud

Autres groupes non reprsents

Faisceaux descendants

Faisceaux montants

1 2 3 1 2 3

Charbon

Il runit 3 lames, donc il y a 3 enroulements.

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Charbons

Ils runissent 2 lames, donc il y a 2 enroulements en srie. Les lectromoteurs ajoutent leurs f(c)ems.

+

+

-

-

+

-

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

E

S

Charbons

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

E

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Charbons

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

Charbons

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

S

E

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

A

B

C

Charbons

Y

Nord

Sud

Exemple: Rotor 22 encoches, 2 ples

Ligne frontire de pas polaire

pas polaire = Z

(Par la droite)

Y

Y

pas polaire = Z

(Par la gauche)

123456789101112131415161718192021222324234567891011121

Z

Y

Emplacement de la premire bobine.

Retour, ou translation

Nord

Ligne frontire du pas polaire

Remarque:

Le bobinage se termine l ou il avait commenc!

(Sur lencoche 1)

1

3

4

2

5

7

9

6

8

10

12

11

123456789101112

11+Y + Z = 6 6 111116, donc 16-12 = 449914277121217510101538813 = 1

Le dpart et larrive se font lencoche 1

1

3

4

2

5

7

9

6

8

10

12

11

123456789101112

1 23456789101112131415161718192021222324

Exemple: Rotor 12 encoches, 2 ples

Y

Nord

Sud

Ligne frontire de pas polaire

pas polaire = Z

(Par la droite)

Y

Y

pas polaire = Z

(Par la gauche)

123456789101112131415161718192021222324234567891011121

Z

Y


Retour, ou translation

Nord


Remarque:


(Sur lencoche 1)

1

3

4

2

5

7

9

6

8

10

12

11

123456789101112

11+Y + Z = 6 6 111116, donc 16-12 = 449914277121217510101538813 = 1


12345678910111213141516

Z

Y


Nord


Remarque:


(Sur lencoche 1)


Sud

Z + Y

Z + Y

11+Y + Z = 6 6 111116, donc 16-11 = 541010154991438813277121


12345678910111213141516

12345678910111213141516171819202122

1

22

6

10

123456789101112131415161718192021222324252627

Z


Nord


Remarque:


(Sur lencoche 1)


Sud

Z + Y

11+Y + Z = 6 6 111116, donc 16-11 = 541010154991438813277121


Y

Z + Y

Z + Y

Z + Y

12345678910111213141516171819202122

1

22

6

10

Remarque:

Le montage est plus ais faire qu dessiner.

1

1+ X

Pas

Retour

e = Ecart choisi

Y = 1 + X = connaitre

1

1+ X

1 + X + e

Y= 1+X connaitre

1 + 2.X + e

1 + 2.X + 2.e

1+ 3X +2e.

1+ 3.X + 3.e

1+ 4.X+3e

1+ 4.X + 4.e

Pas

Pas

Pas

+e

- ou +

123456789101112

+ ou -

Sens du cblage

Noter la position des charbons


Gnrateur

Moteur

Gnrateur

Moteur

- ou +

123456789101112

+ ou -

Sens du cblage


Gnrateur

Moteur

12345678910111213141516171819202122

- ou +

+ ou -

Sens du cblage


Gnrateur

Moteur

12345678910111213141516171819202122

- ou +

+ ou -

Sens du cblage


Gnrateur

Moteur

Sens du cblage

12345678910111213141516171819202122

- ou +

+ ou -

Gnrateur

Moteur

12345678910111213141516171819202122

Gnrateur

Moteur

+ ou -

- ou +

Re bouclage

Re bouclage

Chaque voie a X sections.

Chaque groupe a 2 X sections / voie denroulement

Ce dernier nombre peut-tre choisi ou impos.

Autant de voies denroulement quil y a de ples.

Autant de groupes quil y a de paires (p) de ples

p groupes = p ples

+

+

+

-

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

+

-

+

e 2

e 1

e 3

e 4

e a

e b

e

e

e

e

e b

e a

e 4

e 3

e 2

e 1

+

-

+

-

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

+

-

+

+

+

+

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

-

+

e 1

e 2

e 3

e 4

e a

e b

e

e

-

+

+ ou -

- ou +

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