<Desc/Clms Page number 1>
Petit moteur à courant alternatif, dont les pôles de stator sont constituée comme pbles fendue.
Dans un petit moteur à courant alternatif, le champ tournant est en général obtenu du fait que les pôles du stator sont subdivisés chacun en deux dents polaires (qui sont appelées pôles fendue),une dent étant à chaque fois chargée par un enrou- lement secondaire court-circuité en matière bonne conductrice de courante Lors de l'excitation du stator au moyende courant alternatif, il se produit,dans les dents polaires chargéea (pôles auxiliaires ), un flux magnétique qui est divise dans le temps par rapport à celui de la dent polaire non chargée (pale principal).
L'angle de déphasage [alpha] entre les flux passant dans le pale @
<Desc/Clms Page number 2>
principal et dans le pale auxiliaire ne enlève, dans les construc- tions pratiquée, qu'à environ 35 à 55 ,c'est-à-dire que l'angle est beaucoup plus petit que 90', ce qui aérait nécessaire pour le champ tournant circulaire diphasé. Le champ tournant incom- plet a pour effet que la valeur instantanée de la grandeur et de la vitesse de rotation du champ tournant varie dans chaque période et que le rotor ne s'emballe plus sans arrêt de retour dans le sens de rotation unique.
Théoriquement, on peut démontrer qu'une disposition de pôles fendue de ce genre peut développer un champ tournant circu- laire précis lorsque la distance spatiale entre le pôle principal et le pôle auxiliaire y afférent est augmentée au delà de 90 el à (180 - [alpha])+ el et lorsqu'en même temps il est pris soin que les flux de force soient d'égale grandeur dans les dents polaires non chargées et dans les dents polaires chargées* On suppose,en outre, une distribution de champ sinusoïdale dans l'espace et dans le temps. La dernière condition citée ne peut pas être rem- plie exactement dans la pratique, c'est-à-dire que le rapport théorique ne s'applique que dans une certaine approximation, qui est toutefois suffisante en pratique.
Comme mesure pour les 'cel, on prend le rotor polarisé dont les pôles sont tous disposés à égale distance les une des autres, la distance spatiale entre un pôle nord et le pôle sud voisin étant de 1800 cl, On indique ci-après la disposition et la succession des pôles suivant les prit, cipes théoriques mentionnés pour un angle a de pôle fendu de 45 , les moitiés de stator de polarité opposée étant désignées par A et B.
EMI2.1
<tb>
No. <SEP> moitié <SEP> de <SEP> moitié <SEP> de <SEP> "lieu" <SEP> du <SEP> pale
<tb>
<tb> courant <SEP> atator <SEP> A <SEP> stator <SEP> B <SEP> (degré <SEP> électrique)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> t <SEP> pôle <SEP> principal <SEP> 0
<tb>
<tb> 2 <SEP> pôle <SEP> auxiliaire <SEP> (180-45) <SEP> = <SEP> 135
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> pôle <SEP> principal <SEP> 180
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> pôle <SEP> auxiliaire <SEP> (360-45) <SEP> * <SEP> 315
<tb>
<Desc/Clms Page number 3>
La distance entre les deux pelés ? et 3 ne s'élève encore dans cet exemple qu'à 45 el; ceci est une valeur extrêmement faible qui ne suffit pas à la constitution d'une dent polaire efficace.
Dans un très petit moteur synchrone de construction usuelle, donc un moteur sans champ tournant circulaire, la distance libre entre les deux pôles s'élève à environ 40 el et la largeur des pôles est d'environ 140 el; ces mesures sont approximativement néces- saires pour produire le flux magnétique suffisant pour un couple de rotation voulu.
Si l'on veut, conformément à la condition théorique indiquée ci-dessus pour l'obtention d'un champ circulaire, réa- liser les pôles avec une distance (milieu de pale à milieu de pôle) de par exemple 45 el, la surface polaire présenterai-':, avec une distance minimale d'environ 20 el, une largeur d'environ 90 el, Ceci correspondrait, dans la réalisation pratique, à une largeur polaire d'environ 0,4 mm et donnerait donc une construction inuti- lisable du point de vue mécanique et magnétique.
On a donc proposa de très petits moteurs à courant alternatif dans lesquels l'angle de distance des pôles est calculée comme cela est exigé par la thé- orie, dufait que l'on ne place pas les pôles en série cote à côte, mais qu'on les répartit sur deux surfaces écartées spatialement l'une de l'autre, par exemple de telle manière que les dents des pôles fendus non chargées agissent sur la surface enveloppante et que les dents des pôles fendus chargées agissent sur la surface latérale d'un corps de rotor cylindrique.
Dans d'autres construc- tiens, plusieurs pales chargés et non chargés, autrement espacés les uns des autres, sont rapprochés à chaque fois et rassemblés en groupe, la place nécessaire devant être ménagée en supprimant quelques pôles ou quelques groupes de pales. Avec de tels moyens, on a bien obtenu une cartaine amélioration sous le rapport dynami- que tu fait qu'à prêtent les forces actives attaquent la périphérie sous une répartition plus faborable que cela était le cas dans les moteurs construits jusqu'ici.
La condition essentielle qu'il y aurait dans l'alésage du stator un champ tournant n'est toutefoi
<Desc/Clms Page number 4>
plue remplie, de aorte que la grandeur du couple de rotation d'entrée et du couple synenrone est influencée défavorablement* On ne peut atteindre le cas idéal théorique qu'approximativement, mais non pas complètement avec une disposition de ce genre.
Le but de la présente invention est de créer un moteur comportant une garniture de pôles à exactitude théorique complète dans lequel les inconvénients précités sont supprimés. Le petit moteur à courant alternatif dont les pôles de stator sont consti- tués sous forme de pôles fendus comportant chacun une dent polaire non chargée (pôle principal) et une dent'poiaire chargée par un élément de court-circuit (pôle auxiliaire) et dans lequel la distance entre deux pôles principaux de polarités différentes cet à chaque fois de 1600 el, tandis que la distance entre un pôle principal et le pôle auxilaire y afférent est de (180- [alpha]) el, présente, selon l'invention,
la caractéristique que toutes les dente polaires s'étendent de leurs tôles polaires à une bande médiane commune et que les dents polaires de polarités différentes se recouvrant les unes les autres dans la direction périphérique sont séparées les unes des autres dans la bande médiane par dee joints de séparation (intervalles d'air).
Conformément à l'inven- tion, les pièces à efficacité magnétique ne sont pas placées dans des surfaces différentes, comme dans les dispositions connues, mais elles agissent en commun sur la bande médiane sous laquelle ee trouve le rotor et elleo forment donc un champ magnétique tournant, complet et efficace. Ceci est la première forme de réalisation dans laquelle la théorie indiquée au début est miee en valeur d'une façon pratiquement complète, du fait que le champ tournant est établi dans une mesure complète et reste maintenu sans qu'il soit exercé uniquement la fonction dynamique d'un tel champ tournant,
Quatre formes de réalisation du nouveau stator sont représentées schématiquement au dessin annexé.
Pour plus de sim- plicité, on a supprimé toutes les parties du moteur devant être supposées connues, à savoir les tôles du stator, la bobine exci-
<Desc/Clms Page number 5>
tatrioe et le rotor polarisé monté dans les tôles du stator.
Comme rotor, on utilise de préférence un rotor compor- tant des-aimante permanents aimantés axialement aux deux extrémités duquel sont placées des tôles polaires (une pour les pales nord et une pour les pales sud). Chaque tôle polaire se termine par des dents polaires qui sont recourbées axialement vers l'intérieur, la distance polaire ménagée à chaque fois entre deux pôles de polarité contraire étant égale et la mesure de l'angle (1800 el, étant fixe. Un tel moteur à rotor magnétique ne nécessite plue d'arrêts de retour pour obtenir un sens de rotation unique. Etant donné qu'ici un champ tournant uniforme agit dans l'alésagedu stator, on peut aussi utiliser avec avantage d'autres types de rotor, par exemple un rotor synchrone ou un moteur à hystérésis.
A la fig. 1, les tôles de stator de polarité contraire sont désignées par 10 et 20. De ces tôles de stator partent les pôles de polarités contraires et, en fait, les dents polaires,non chargées (pales principaux), qui appartiennent à la tôle de stator 10, sont désignées par 11 ; 12sont les dents polaires chargées y afférentes et 13 indique les éléments de court-circuit par lesquels les pôles auxiliaires 12 sont chargés. Les pôles prin- cipaux 21 et les pôles auxiliaires 22 chargés par des anneaux de court-circuit 23 partent de façon correspondante de la tôle polaire 20.
La distance spatiale entre un pale principal (11 ou 21) et le pôle auxiliaire y afférent (12 ou 22) s'élève à (180 - [alpha])+ el, la distance de deux pales principaux de même pola- rité est de 360 et la distance de deux pôles principaux de polarité contraire de 1800 el, Suivant l'invention, les pôles sont séparés les uns des autres sur la bande médiane 14 par des joints 15 et 16, de sorte qu'il ne peut pas se produire de court-circuit magnétique entre les pales de polarités contraires.
Btant donné que le flux magnétique est en principe diminué dans les dents polaires chargées, à grandeur égale et disposition sem- blable, comme conséquence de la charge de court circuit, il est pro- duit dans les dents non chargées une égalisation du fait que les
<Desc/Clms Page number 6>
pales auxiliaires 12 présentent une surface polaire active plus grande que les pales principaux 14; ceci se fait dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 1 en élargissant la surface polaire par rapport au pale principal.
La largeur des pôles principaux s'élève à environ 600 et celle des pales auxiliaires s'élève à environ 75 el, Suivant la largeur des pôles utilisée, les dents polaires de polarité différente se recouvrent dans le sens périphé. rique ; par exemple le pale 21 (lorsqu'on suit la représentation de gauche à droite) commence au milieu du pale 12. En consé- quence, ces deux pôles sont séparés par l'entrefer 15.
De ce fait, on obtient, selon l'invention, d'une manière pratique, le résultat que l'on ne pouvait jusqu'ici démontrer comme étant possible que théoriquement* Un champ tournant circu- laire magnétique presque précis est produit dans la bande médiane qui contient les joints de séparation. Le sens de rotation du champ s'étend en direction d'une dent polaire non chargée vers la dent polaire chargée voisine de même polarité. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 2, les pôles de polarités contrai- res 16 et 17, puis 19 et 24 sont séparés l'un de l'autre par un intervalle oblique 18.
De ce fait, la surface polaire active placée au-dessus de la bande médiane 14 est agrandie,
A la fig. 3, les pôles chargés 32, 33 sont plus longs que les pôles non chargés 31, 34. De ce fait, l'amplitude active du flux sur les pôles chargés ont égale à celle des pôles non char- gés.
Une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention consiste en ce que sur deux dents polaires se recouvrant, l'une (de préférence chargée) s'étend axialement et l'autre (de préférence non chargée) s'étend radialement, à l'intervalle,
Pour cet exemple de réalisation de l'invention, les fig. 4 et 5 représentent des coupes du nouveau moteur, tandis que la fig. 6 représente un développement du stator. A la fig. 4, on n'a représenté, pour plus de clarté, que les pôles qui sont placés dans le plan de coupe.
<Desc/Clms Page number 7>
Les deux moitiés de stator sont désignées par 25 et 35.
36 et 26 sont les dents polaires non chargées, tandis que 37 et 27 sont les dents polaires chargées. Chaque moitié de stator comporte un anneau de court-circuit 38 et 28 qui sert à la charge de toutes les dents polaires appartenant à la dent en questions Le stator est excita par la bobine 40. La fige 6 montre que les dents polaires se recouvrant de polarités différentes , par exemple 36 lit 27, sont séparées l'une de l'autre dans la région de la bande médiane par un intervalle.
Le rotor 42 monté sur l'arbre 41 est constitué noue forme de rotor cylindrique en matière magnétique dure (oxyde ou ferrite). Lee pôles sont imprimés et cela dans le sens axial.
Le rotor comporte seize pôles qui sont écartés l'un de l'autre à chaque fois de 180 , un pôle étant aimanté à chaque fois axiale* ment dans la direction de la flèche et l'autre étant aimanta en sens contraire à la floche.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.