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Moteur homopolaire.
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La prés,ente invention se rapporte à un moteur synchrone, dans lequel on obtient, par des mesures spéciales, une marche lente et aussi un couple augmenté en conséquence.
On connaît déjà des moteurs synchrones multipolaires dont le rotor comporte plusieurs pôlès alternativement nord et sud.
Si p désigne le nombre des pôles, z la fréquence de courant alternatif, le nombre de tours p/min sera, dans le cas d'un cou- rant alternatif monophasé, égal à 60. Z/p (formule 1) ; ainsi par exemple, dans le cas d'un courant à 5Q périodes (Z = 100), une machine bipolaire donnera 3.000 tours par minute,
Dans les machines normales de ce type, on peut produire les pôles nord et sud alternés du rotor par une bobine commune, tra- versée par le courant continu excitateur, et qui est entourée, à la manière de griffes, par les parties en fer constituant les pâles.
Dans les petits modèles, on a déjà proposé de produire l'excitation des pôles du rotor par un aimant permanent. Dans ce
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cas, il se trouve, de part et d'autre de l'aimant du rotor, un disque polaire, dont les pôles successifs à polarité alternative sont recourbés l'un vers l'autre de manière à former un ensemble en forme de tambour.
Toutefois, cette conformation en forme de griffes ou de doigts, déterminée par cette disposition, connue en soi, des pôles, présente certains inconvénients non seulement au point de vue magnétique et constructif, mais encore quant à la fabrication proprement dite.
D'après l'invention, ces inconvénients sont supprimés par une disposition suivant laquelle le rotor est muni de deux roues polaires, affectant la forme de roues dentées, qui sont aimantées homopolairement, soit par un aimant permanent, soit par une bobine traversée par le courant continu d'excitation, de telle sorte que chaque roue polaire ne comporte que des pôles de même polarité, tandis que, en face de ces roues polaires, sont disposées des paires de pôles de stator, dont la polarité change d'après la cadence de la fréquence du courant. Cette disposition permet une conformation simple, et de peu d'épaisseur, des roues polaires, à la manière de roues dentées, où la bobine excitatrice ou l'aimant excitateur permanent ne doivent pas être entourés par les pôles.
De plus, grâce à cette nouvelle disposition, on parvient, à égalité de pôles par roue, à réduire de 50 % la vitesse de rotation du moteur, ce qui constitue un grand avantage dans le cas de moteurs à faible vitesse, comme par exemple dans le cas de phonographes à commande directe, horloges électriques, etc.
L'effet résultant de la nouvelle disposition se traduit donc par ce que, à égalité de vitesse de rotation et du nombre de pôles par roue, le diamètre de la roue polaire pourra être réduit de moitié, par rapport à la construction connue jusqu'ici.
Ces avantages distinguent le nouveau moteur également des constructions analogues, connues sous le nom de "roue de Latour".
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Pour ce qui est de la nouvelle machine, on calcule le nombre de tours d'après l'équation suivante : n = 1/2. 60 x Z/p (formule II); p désigne également le nombre de pôles où dents (ici les pôles sont toutefois semblables) ; z désigne la fréquence du courant.
Comme la roue de Latour, la nouvelle machine accuse l'avantage qu'elle ne. comporte pas de contacts exposés à l'usure ; l'entretien en.est donc insignifiant. La puissance impulsive en est sensiblement plus élevée que dans la roue de Latour qui ne présente pas de polarisation.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est disposé, devant chaque roue polaire, deux - ou plusieurs - pôles de stator qui, alternativement, grâce au courant excitateur alternatif, deviennent tous les deux, simultanément, pôles nord ou pôles sud, et agissent ainsi sur la roue polaire. Les pièces po- laires¯ du stator sont dentées, et l'écartement des dents correspond à celui de la roue polaire. '
En vue d'obtenir un auto-démarrage, chaque paire polaire de stator I reçoit une seconde paire polaire identique II, mais qui, par rapport à la première paire, est légèrement décalée, par exemple de la largeur d'une demi-dent. Cette seconde paire de pôles de stator II comporte, tout autour du noyau en fer, un enroulement secondaire court-circuité à faible résistance ohmique.
La différente de la phase du courant, déterminé dans la seconde paire de pôles de stator par la bobine court-circuitée, et le décalage local provoquent, ensemble avec l'effet de la première paire de pôles de stator, le démarrage automatique.
Le dessin annexé représente un exemple de réalisation de l'invention.
La fig,l est une coupe longitudinale verticale du moteur synchrone.
La fig.2 est une coupe suivant la ligne A-B de la fig.l.
Dans ces figures, ± désigne l'arbre du moteur, constitué d'une matière non magnétique ; b désigne un aimant permanent ma-
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gnétisé dans le sens de l'axe médian, de sorte que les.faces frontales . et d constituent les plans polaires s'étendant perpendiculairement à l'arbre du moteur. Dans ces plans polaires sont disposées les roues polaires e et f comportant à leur périphérie un certain nombre de dents ou pôles, déterminé par la vitesse de rotation. Grâce au contact avec l'aimant permanent, l'une des roues polaires et, partant, aussi les dents de celle-ci, deviennent par exemple positivement magnétiques, tandis que l'autre, en face, devient négativement magnétique. Dans l'exemple de réalisation représenté, les roues polaires et l'aimant sont solidaires de l'arbre, de sorte que l'aimant participe à la rotation.
Cependant, l'aimant pourrait aussi rester au repos, de sorte que seules les roues polaires tournent. Le stator I est formé d'un noyau de fer h, feuilleté, et est entouré d'une bobine i traversée par le courant alternatif.
Les deux extrémités k du noyau en fer constituent des pôles et se trouvent aussi près que possible des pôles, en forme de dents, des roues polaires. L'épaisseur de ces pôles de stator, respectivement le pas des dents dans le cas de plusieurs pôles de stator, doit correspondre à celle - ou à celui - des pôles du rotor. Bien qu'il suffise de prévoir, de part et d'autre, un seul pôle de stator, en vue de mettre la machine en marche, il est, en vue d'accroître le moment de rotation, plus avantageux de recourir à deux dents de stator, ou davantage, comme le montre la -L'il,,,-.2. D'autre part, on pourrait, de chaque côté du moteur, tout aussi bien prévoir autant de dents de stator que de dents de rotor.
Le nombre des dents du stator n'exerce une influence que sur la puissance de traction ou le moment de rotation, mais nullement sur le nombre de tours.
La seconde paire de pôles du stator (il), mentionnée cidessus, destinée à assurer l'auto-démarrage, est représentée à la L'iL.2 ; m désigne le noyau du stator, en tôle, n la bobine du stator traversée par le courant alternatif, et p désigne l'enrou-
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lement secondaire court-circuité. Comme le montre le dessin, le stator II est décalé localement, par rapport au stator I, et ce d'environ une demi-largeur de dent.
Lorsque la machine n'est pas employée comme moteur, mais en tant que dynamo à courant alternatif (fig.l), la commande se fait par l'arbre a. Le courant alternatif produit .est pris aux bornes de la bobine i. La fréquence du courant est calculée d'après la formule II (Z = 2n./60p) ; elle est donc deux fois plus grande que celle déterminée par la disposition normale des pôles. Autrement dit, une fréquence déterminée peut être obtenue à la moitié de la vitesse de rotation.
REVENDICATIONS.
1. Moteur synchrone, caractérisé en ce que le rotor est muni de deux roues polaires qui sont magnétisées homopolairement soit par un aimant permanent, soit par une bobine traversée par le courant excitateur, continu, de telle manière que chaque roue polaire comporte uniquement des pôles de même polarité, et caractérisée en ce que, en face de ces roues polaires, sont disposés des pôles de stator, dont la polarité change à la cadence de la fréquence du courant.