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L'invention concerne un petit moteur synchrone auto-démarreur, qui comporte un rotor à pôles dirigés radialement et polarisé par un aimant permanent et une bobine excitatrice ayant même axe que le rotor et engendrant un champ al- ternatif stationnaire.
Les moteurs synchrones de ce type sont connus en soi. Un moteur syn- chrone d'une forme de construction connue comporte un rotor en étoile disposé en- tre deux paires de couronnes polaires annulaires, montées concentriquement l'une dans l'autre et comportant des pôles dirigés suivant l'axe.C Chaque paire de @ couronnes polaires est réunie à une branche"d'un aimant en fer à. cheval..L'in- tervalle libre entre les couronnes polaires intérieures et extérieures de chaque paire de couronnes contient une bobine excitatrice coaxiale au rotor et ces deux bobines sont connectées en opposition. Mais les dimensions de ce moteur synchrone sont relativement grandes à cause de la présence à l'extérieur de l'aimant en fer à cheval et, par suite, il prend trop de place pour être monté dans des appareils dont les éléments prennent déjà beaucoup de place.
De plus, deux bobines excita- trices sont nécessaires dans le moteur de cette forme de construction d'ailleurs assez compliquée.
Le moteur synchrone d'une autre forme de construction connue compor- te un rotor en forme de disque constitué par un aimant permanent dont chaque pôle est partagé en deux pôles partiels. Le stator consiste en deux portions compor- tant des dents dirigés suivant l'axe et en prise entre elles et dans lesquelles est montée la bobine excitatrice. Pour obtenir le trajet des lignes de force magnétiques nécessaires à l'autodémarrage, on dispose sur l'axe du rotor un or- gane magnétique conducteur comportant des bras dirigés radialement dans une posi- tion choisie par rapport au rotor de façon à ne recouvrir jamais par un bras de cet organe qu'un pôle partiel de chaque pôle du rotor. Ces bras comportent à leurs extrémités des petites plaques également conductrices magnétiquement et dans une position dissymétrique par rapport à ce pôle partiel.
Cette forme de construction est aussi relativement compliquée et en raison de l'augmentation du moment d'inertie qui résulte de la présence de l'organe précité avec ses bras, il est nécessaire pour assurer un démarrage rapide de faire augmenter le couple en conséquence.
On remédie aux inconvénients précités suivant l'invention en engen- drant le-couple non seulement par le rotor, mais encore par une seule bobine ex- citatrice et un aimant permanent fixé sur l'axe à côté du rotor, aimanté suivant l'axe et comportant au moins du côté du rotor des pôles nord et sud rapportés, alternant entre eux et répartis en forme de secteur.
Sur le dessin ci-joint qui représente une forme de réalisation à titre d'exemple du moteur suivant l'invention : la figure 1 est une coupe d'un petit moteur synchrone suivant l'in- vention ; la figure 2 est une élévation latérale du rotor et de l'aimant per- manent faisant partie du petit moteur synchrone de la figure 1; et la figure 3 est un schéma faisant comprendre de quelle manière fonc- tionne le petit moteur synchrone réprésenté.
Un rotor 1 , figure 1, qui consiste en un disque en fer doux et com- porte des pôles dirigés radialement, figure 2, est monté sur une douille 3 allon- gée magnétiquement conductrice. La douille 3 est montée sur un arbre 4 supporté par des coussinets 5 et 6 non conducteurs magnétiquement. Le coussinet 5 est disposé dans une petite douille 7 fixée par un bord rabattu sur le couvercle 8 d'une carcasse. Le coussinet ¯6 est disposé dans une seconde douille 2 magné- tiquement conductrice, fixée dans un couvercle 10 de la carcasse qui, avec le couvercle 8 forme un blindage magnétique du petit moteur synchrone par rapport à l'extérieur.
La carcasse contient à 1'intérieur des couvercles 8 et 10 une
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bobine excitatrice 11 cylindrique et s'appliquant contre un disque 16 magnéti- quement conducteur, ainsi qu'un aimant permanent annulaire 12, fixé sur l'axe à côté du rotor et comportant des pôles rapportés, en une matière magnétique forte- ment coercitive dont la perméabilité réversible est égale au moins approximative- ment à l'unité, telle que par exemple la matière magnétique connue sous le nom' de la marque déposée' "Ferrodure", dont la force coercitive est égale à 1500 oer- steds et la perméabilité réversible est égale à . L'aimant permanent 12 est aimanté de façon à comporter des deux côtés des pôles nord et sud alternant en- tre eux sous forme de secteurs,
comme l'indique la figure 2. Ces pôles sont dis- posés de façon que, lorsque le moteur n'est pas excité, un pôle nord et un pôle sud soient en face de chaque pôle 2 du rotor, de sorte que l'aimant permanent 12 comporte seize pôles pour un rotor à huit pôles. La séparation des pôles est indiquée sur la figure 2 par les droites radiales en pointillé. Etant donné que le petit moteur synchrone peut démarrer dans les deux sens, il comporte un dispo- sitif de blocage de rappel qui consiste en une roue dentée 13 calée sur la douil- le 3 représentée en coupe pour rendre la figure plus claire et une roue dentée 15 engrènant avec la roue 13 et montée sur un tourillon 14 dans un évidement de l'aimant permanent 12.
Les roues dentées 13 et 15 comportent des dents dont les flancs ont une forme spéciale, qui fait tourner le rotor 1 dans un sens détermi- né. La forme de construction et le fonctionnement des dispositifs de blocage de cette nature sont connus et, par suite, il est inutile de les décrire en détail.
Le fonctionnement du petit moteur synchrone décrit ci-dessus est fa- cile à comprendre en se reportant à la figure 3. Le champ alternatif engendre par la bobine excitatrice 11 et correspondant à une phase déterminée est indiqué sur cette figure par les flèches en pointillé. Les pôles du rotor 1 sont désig- nés par 2, tandis que l'aimant permanent 12 comporte les pôles rapportés indiqués sur la figure.
Il ressort de la figure 3 que, pour la phase du champ alternatif considérée au moment de la mise en circuit du petit moteur synchrone, le flux continu qui part des pôles nord de l'aimant permanent 12 se renforce, tandis que celui qui part des pôles sud d'affaibli!. Le rotor tourne donc et vient dans une position dans laquelle ses pôles 2 sont en face des pôles nord de l'aimant permar nent. Si la phase du champ alternatif s'inverse, le flux continu partant des pô- les sud de l'aimant permanent 12 se renforce et celui qui part des pôles nord s' affaiblit et le rotor continue à tourner dans le même sens.
Si la phase du cham alternatif au moment de la mise en circuit était différente de celle de la fi- gure 3, le dispositif de blocage de rappel entrerait immédiatement en action en provoquant l'arrêt du rotor qui, pendant la demi-période suivant du courant d'ex- citation, démarrerait dans le bon sens de rôtation.
Quoique le moteur synchrone décrit ci-dessus comporte des pôles des deux côtés de l'aimant permanent, cette disposition n'est pas absolument néces- saire. Il est important seulement que l'aimant permanent comporte des pôles du côté du rotor.
Le petit moteur synchrone décrit ci-dessus se caractérise par une force de construction extrêment simple et ramassée ; enparticulier la forme de construction du stator est remarquablement simple puisqu'il ne comporte pas de pôles en forme de dents. Il se prête donc parfaitement à la fabrication en série. De plus, étant donné que l'aimant permanent est fixe, le poids du rotor est faible, d'où il résulte que le moteur démarre plus vite. Quoique le flux alternatif passe par l'aimant permanent, il n'en résulte pratiquement pas d'af=; faissement permanent de son magnétisme, étant donné que sa perméabilité réversi- ble est sensiblement égale à l'unité, puisqu'il consiste en une matière magné- tique fortement coercitive et qu'il est insensible dans une large mesure aux in- fluences démagnétisantes.
Pour cette même raison, il est possible d'en simpli- fier la fabrication en aimantant 1(aimant permanent avant de le monter, tandis que son magnétisme ne s'affaiblit pas par le démontage du petit moteur synchrone Un autre avantage de cet aimant permanent consiste dans l'absence à peu près to- tale de pertes par courants,-,de Foucault dans l'aimant à cause de sa très forte
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résistance spécifique. En outre, le petit moteur synchrone décrit ci-dessus est complètement protégé magnétiquement à l'extérieur et, par suite, ne subit pas 1' influence des champs extériers, ni n'exercer par son champ d'influences pertur- batrices.