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BREVET D'INVENTION Moteur de condensateur monophasé à faible puissance.
L'invention est relative à un moteur de condensateur monophasé à faible puissance et elle est caractérisée, plus particulièrement, par l'utilisation de pôles feuilletés prononcés qui comportent des pièces polaires amovibles et massives dont les faces situées dans le sens de l'arbre du rotor, s'étendent obliquement par rapport à cet arbre et sont réunis par paires l'une à l'autre.
Notamment pour les moteurs monophasés à faible puissance, tels, par exemple, que les moteurs de phonographe, qui peuvent être raccordés au réseau urbain, il est avantageux, en vue d'obtenir un rendement favorable, d'engendrer le déphasage requis pour le champ tournant du stator au moyen d'un condensateur.
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Au point de vue économique, il est recommandé, en outre, d'utiliser pour un moteur de ce genre des pôles prononcés parce que ceci permet d'utiliser des simples bobines d'intensité cylindrique au lieu de bobines faites au gabarit et disposées dans des fentes. Du fait que, en combinaison avec les deux caractéristiques mentionnées en dernier lieu (utilisation d'un condensateur et pôles prononcés), on utilise des pièces polaires dont les côtés s'étendent obliquement par rapport à l'arbre du rotor, de sorte que la résistance magnétique existant entre la pièce polaire et le rotor, augmente à partir du milieu de la pièce polaire vers les côtés pointus et qu'il se produit dans l'entrefer du moteur une distribution de champ favorable, on obtient un moteur à faible puissance qui peut être construit de façon simple et peu coûteuse et qui possède,
en plus d'un rendement élevé (par exemple de 10%), un couple constant tel qu'il est désirable et nécessaire, par exemple, pour les moteurs de phonographe.
Suivant un mode de réalisation de l'invention qui présente des avantages supplémentaires, les pièces polaires sont réunies en un anneau qui possède, dans les parties situées entre les pôles, une résistance magnétique plus élevée, par exemple par suite de la présence de matière amagnétique ou de fentes, par rapport aux autres parties de l'anneau. La forme annulaire permet de serrer les pièces polaires de façon simple entre les pôles. En raison de la présence de fentes, de trous ou d'autres points affaiblis, il est possible que, au cours du montage, la forme de l'anneau s'écarte à un certain degré de la forme circulaire, ce qui ne présente, toutefois, aucun inconvénient parce que ceci provoque également une augmentation de la résistance magnétique à partir de l'entrefer vers les côtés des pièces polaires.
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Comme les pièces polaires sont établies en matière pleine, il est possible en pratique de donner aux dimensions dans la direction de l'arbre du rotor une valeur supérieure à celle de la hauteur du paquet de tôles constituant le stator, comme le montrent nettement les figures du dessin annexé. Ceci a pour résultat qu'en passant aux pièces polaires, le flux magnétique sortant du stator, se répartit sur une aire plus grande de sorte que, pour le même intervalle libre entre le stator et le rotor, la résistance magnétique de l'entrefer est réduite en raison inverse de l'aire. En partant du plus petit intervalle libre qui puisse être obtenu dans une fabrication en série, ceci implique que le moteur emprunte au réseau un courant moins fort.
Avec l'utilisation de pièces polaires feuilletées, on n'obtient pas cet avantage parce que dans ce cas, tout en s'élargissant, le flux doit traverser en série les couches isolantes-interposées entre les tôles, l'avantage dû à l'élargissement étant ainsi annulé.
Un avantage supplémentaire des pièces polaires massives et axialement allongées réside dans le fait que la dispersion du stator est réduite considérablement, ce qui est avantageux pour la valeur du couple.
Du fait que les pièces polaires sont amovibles, on obtient, comme on le sait, l'avantage supplémentaire que l'on peut aisément faire glisser les bobines de champ, à partir de l'intérieur, sur les pôles faisant office de noyaux de bobine.
Il est recommandé de rendre l'arc polaire égal à deux tiers environ du pas polaire. Comme on le sait, ceci peut avoir pour résultat que la répartition du champ tournant sur la périphérie du rotor devienne aussi sinusoïdale que possible, ce qui est avantageux en ce qui concerne la constance du couple de commande. En outre, le bourdonnement
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produit fréquemment par suite de la présence de champs har- moniques plus élevés, en est réduit.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les pièces polaires sont réunies en une bague mince et mas- sive qui possède une résistance magnétique sensiblement uniforme en tous points. Bien que ceci soit accompagné d'une diminution du couple, par exemple de 20%, les avantages d'une fabrication plus simple et moins coûteuse compensent complètement cet inconvénient dans les cas où le moteur ne doit pas donner sa puissance extrême. Le couple demeure encore amplement suffisant pour un moteur de phonographe.
Dans ce cas, il est possible, par exemple, de construire un moteur ayant un volume de 70 x 70 x 30 cm3 et fournissant, pour 2000 tours/min, un couple de plus de 50 gr.cm.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les parti- cularités qui ressortent tant du texte que du dessin, faisant bien entendu partie de l'invention.
Sur le dessin, les figures 1 et 2 représentent respectivement une coupe longitudinale et une coupe trans- versale d'un moteur réalisé conformément à l'invention.
Les figures 3 à 8 représentent en détail différentes espèces de pièces polaires pouvant être utilisées dans le moteur de la fig. 1.
Sur les figures 1 et 2, le stator 1 est composé d'un certain nombre de tôles assemblées au moyen de quatre boulons 2. Le stator est muni de quatre pôles prononcés 3 entourés de bobines d'intensité 4, Chaque pôle est muni d'une pièce polaire 5 présentant la forme montrée en perspective sur la fig. 3. Les côtés 6 s'étendent, dans la direction , de l'arbre 7 du rotor 7a., obliquement par rapport à cet arbre .
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Ceci provoque une augmentation de la résistance magnétique dans la direction de la flèche 8 de la fig. 3, c'est-àdire des parties faisant saillie hors des pôles. Une des pièces polaires 5 de la fig. 3 est représentée à l'état développé sur la fig. 4. Le mode de construction décrit cidessus permet de rendre l'arc polaire [alpha] (fig.4) égal à deux tiers du pas polaire, soit 2/3 x 180 = 120 , et de faire ceci à quatre reprises sur la périphérie du rotor puisque le moteur est bipolaire et le stator présente, pour ainsi dire, quatre dents et quatre fentes. Les pièces polaires peuvent être fixées aux pôles au moyen d'un boulon 9 (Fig.l).
Comme le montre nettement la fig. 2, la dimension axiale 1 des pièces polaires 5 est supérieure à la hauteur h du paquet de tôles constituant le stator 1. Le flux magnétique sortant du stator s'élargit, par conséquent, dans une proportion de 1/h.
Le schéma électrique peut être très simple. Les bobines de dents opposées peuvent être connectées en série ou en parallèle. L'un des systèmes de bobines est alimenté de façon directe à partir du réseau à courant alternatif monophasé tandis que l'autre est raccordé à ce réseau par l'intermédiaire d'un condensateur 11.
Les fentes se trouvant entre les pièces polaires représentées en perspective sur la fig. 3 peuvent être comblées, par soudure, de cuivre ou d'une autre matière amagnétique, ce qui présente l'avantage qu'il se- produit unensemble mécaniqueannulaire qui peut être serré entre les pôles, de sorte que d'autres organes de fixation peuvent être omis.
Les figures 5 à 7 représentent différents modes de réalisation de pièces polaires réunies en un ensemble annulaire. Sur la fig. 5, plusieurs fentes sont découpées
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dans une lame métallique qui est ensuite courbée pour former un anneau et est serrée entre les pièces polaires.
Sur la fig. 6, la lame est percée de trous 6 en vue d'augmenter la résistance magnétiquement aux points désirés.
La fig. 7 représente une coupe longitudinale d'une lame métallique dans laquelle on a prévu des rainures 14 qui s'étendent dans la même direction que les fentes et les rangées de trous des figures précédentes.
La fig. 8 représente finalement un anneau métallique fermé dont l'effet s'est révélé, de manière surprenante, analogue à celui obtenu dans le cas de fentes obliques, etc. La répartition requise du flux magnétique entre les pôles et le rotor, répartition qui était obtenue forcément par les mesures précitées, était obtenue automatiquement, ce qui peut être l'explication du fonctionnement satisfaisant. Pour des moteurs dont la puissance a la valeur faible envisagée ici, les pertes par courants de foucault produites dans cet anneau mince, ne sont pas sensibles en pratique.
Le rotor du moteur précité peut être du type ordinaire à armature court-circuitée.
Le moteur qui fait l'objet de l'invention, permet de réaliser aisément, avec un rendement de 10% et plus, un couple allant, par exemple, jusqu'à 350 gr.cm. dans le cas de 2000 tours par minute, ceci au contraste des moteurs à faible puissance connue dans le commerce qui ne donnent en général, pour un volume environ trois fois plus grand, qu'un couple de 50 gr. cm. environ pour 1000 tours/min. et avec un rendement de 1 à 3%.
Le moteur objet de l'invention, convient très bien à être utilisé non seulement comme moteur de phonographe
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mais en général dans tous les cas où un moteur compact à faible puissance est désirable, par exemple, dans les appareils radio-électriques pour la commande d'organes mobiles commandés à distance.