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PERFECTIONNEMENTS AUX MOTEURS A INDUCTION SYNCHRONES.- la présente invention concerne les moteurs à induction synchro- nes, et elle a pour but essentiel d'améliorer le démarrage et les caracté- ristiques synchrones des moteurs de ce type.
On sait que, si les tôles secondaires d'un moteur à induction, sont munies de pôles saillants, en nombre égal à celui des pôles primaires, le moteur tend à se mettre au synchronisme, et fonctionne à une vitesse de synchronisme précise, pourvu que la charge ne soit pas trop élevée* La disposition des pôles saillants donne au moteur, des caractéristiques de démarrage moins avantageuses, et peut produire des pointa morte, particu- lièrement si le moteur est monophasée
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Ceci posé, l'objet essentiel de l'invention, est de créer ou d'assurer l'effet de "pôles saillants", avec une perturbation aussi faible que possible, des conditions nécessaires pour un démarrage convenable.
Les moteurs à induction synchrones présentent aussi l'inconvé- nient que la position angulaire du secondaire varie considérablement par rapport au champ magnétique tournant du primaire, lors de la marche au synchronisme, sous l'effet de variations relativement faibles de la charge, ou de la tension d'alimentation,
Cette variation de position angulaire ne présente pas une impor- tance particulière quand le moteur est employé pour entraîner un dispositif non-électrique, n'ayant pas de relation avec l'angle de phase du circuit d'a- limentation.
Toutefois, quand le moteur sert à entraîner un redresseur méca- nique alimenté par le même circuit, des variations de l'angle de.retard ou de décalage, par suite des changements ou variations ordinaires de la tension d'alimentation, peuvent altérer la commutation, parce qu'elles déplacent le point de commutation de l'onde du courant alternatif.
L'invention u aussi pour objet de fournir un moteur du type envi- sagé, n'ayant que des changements relativement faibles, dans l'angle de déca- lage par arc polaire, sous l'effet de petites variations de la charge ou de la tension d'alimentation, et un plus grand débit synchrone, pour un angle de décalage déterminé.
Au moment du démarrage, le courant magnétisant est élevé, et le flux de l'intervalle d'air est distribué d'une manière plus uniforme, qu'à la vitesse du synchronisme.
Pour réaliser l'invention, on se base sur les changements de la densité et de la distribution du flux d'intervalle d'air, entre le démarrage et la marche en synchronisme, en disposant la carcasse ou les tôles secon- daires et les conducteurs, de façon à obtenir la meilleure acconodation possi-. ble entre les caractéristiques de démarrage et de synchronisme.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'inven- t ion,
Les Fig. 1 et 9 sont des schémas de moteurs établis conformément @
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à l'invention, avec enroulement secondaire bobiné sur le stator.
La Fig.3 est un schéma montrant comment ce moteur est alimenté par des bagues collectrices*
Le rotor 10 est monté sur l'arbre 11, et l'enroulement primaire habituel est bobiné dans des rainures ou encoches périphériques. L'enroule- ment primaire est relié de manière connue, à des bagues collectrices (Fig.3).
Le primaire ne présentant rien de particulier, est représenté simplement par son contour extérieure
L'armature ou carcasse secondaire est établie avec des tôles ou feuillets 12 munis d'encoches 13 dans leur périphérie intérieure, pour l'in- sertion des conducteurs de 1' enroulement secondaire du moteur à induction, constitué ici par une cage d'écureuil 14. Les bagues extrêmes et la plupart des barres ont été omises, pour des motifs de simplicité*. De préférence, les barres sont distribuées uniformément sur la périphérie entière.
II convient d'observer que les feuillets représentés sont agencés pour produire quatre pôles saillants, et sont prévus pour un moteur à 4 pôles Les pales saillante sont établis en prenant une tôle à 44 dents de type cou- rant ou "standard", et en découpant 2 dents au ras du fond des encoches, en 4 points également espacés* comme par exemple en 15; de cette façon, 2 dents sont omises entre 2 pôles saillants adjacents,
Sur la Fig.1, les dents 16 voisines des encoches 15, sont coupées à peu près à mi-hauteur, et les dents 17 immédiatement suivantes, sont un peu moins coupées, Sur la Fig.2, les deux dents 18 immédiatement voisines des encoches 15, sont toutes deux découpées également.
Avec un tel moteur, le courant magnétisant intense, pendant la période de démarrage, est suffisant pour envoyer ou faire passer un flux con- sidérable à travers les dents 16 et 17 partiellement découpées. la réluctance à travers les dents extérieures de chaque pôle, n'est pas excessive, se le flux dans l'intervalle d'air, au démarrage, s'épanouit sur le pôle entier représenté par l'angle A du saillant, qui est de 69 , dans ce cas
Cet épanouissement du flua'est facilité par la distribution du courant secondaire, ce qui s'explique comme suit :
Le flux dans l'intervalle d'air est gêné par un contre-flux
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opposée engendré par le courant passant dans le secondaire, et les courants secondaires sont le plus intenses lorsque le flux primaire est maximum.
Ceci posé, si le courant secondaire dans les barres extérieures de chaque pôle, est inférieur au courant passant dans les barres au centre du pôle, il y a moins d'opposition au flux dû à cet état, aux bords extérieurs des pôles.
On conçoit aussi que, pendant la période de démarrage, lorsque le champ magnétique rotatif du primaire, a une grande vitesse par rapport au secondaire, le flux du primaire, vis-à-vis des intervalles à grande réluctance 15 ménagés dans le noyau de fer statorique, tend à traverser les dents les plus voisines, savoir 16 et 17.
Ces facteurs contribuent à l'utilisation complète du saillant A pour un effet de moteur à induction, pendant la période de démarrage.
Quand le moteur s'approche du synchronisme, le courant magnéti- sant est notablement réduit, et le flux primaire, au lieu de tourner par rap- port au secondaire, est alors fixe par rapport à ce dernier, et a des valeurs alternativement positives et négatives, qui demeurent fixes par rapport aux pôles saillants du secondaire.
Le trajet ou circuit de faible reluctance, représenté par les 5 dents centrales de chaque pôle ,est suffisant pour le passage de ce flux, et maintient le moteur en synchronisme, et il ne passe presque aucun flux à travers les dents plus courtes.
L'angle de décalage ou de retard est faible, et en conséquence les variations, résultant des variations de tension ou de charge, entre les limites de charge au synchronisme, sont faibles.
Au démarrage, l'angle saillant efficace du noyau était A = 69 , qui est réduit à C = 39 , à la vitesse du synchronisme, Au démarrage, la par- tie inactive du noyau est représentée par l'angle B = 21 , qui augmente jus- qu'à D - 51 , à la vitesse du synchronisme,
De cette manière, on augmente notablement le couple de démarra- ge de ce type de moteur, et on diminue la possibilité de points morts; en outre, le fonctionnement au synchronisme, est amélioré, la variante de la Fig.2 est établie sur un principe analogue à celui de la Fig.l.
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La présente invention est applicable tant aux moteurs monophasés qu'aux moteurs polyphasés, et ne nécessite pas, de manière absolue, que le primaire soit l'élément rotatif. Les particularités et dimensions des moteurs représentés Fig.let 2, ont donnéde bons résultats pour des moteurs à 4 pô- les, Pour d'autres nombres de pâles, les dimensions sont changées de.manière correspondante.
Les tôles secondaires peuvent être fabriquées en découpant les dents dans des tôles établies pour un moteur à induction ordinaire, de dimen- sions analogues, ou bien elles peuvent être estampées avec une matrice spé- ciale, donnant une tôle de forme légèrement différente de celle qui est re- présentée ici,
La particularité essentielle de l'invention,consiste en ce que des portions du noyau secondaire, adjacentes aux pôles saillants, sont pro- portionnées avec le restant de la machine, de façon à donner une action de moteur à induction, pendant le démarrage, sans augmenter de manière apprécia- ble l'aire de pôle saillant utilisée pour la marche synchrone.
Il est bien entendu que les dispositions qui ont été indiquées à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.