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L'invention concerne les moteurs synchrones, et plus particulièrement les moteurs synchrones à petite vitesse avec réduction électromagnétique du nombre de tours de l'arbre.
On connaît des moteurs synchrones à petite vitesse avec réduction électromagnétique (voir par exemple, brevet d'U.R.S.S. n 156. 233, constitué d'un stator et d'un rotor dont les surfaces en vis à vis comportent des encoches ouver- tes prévues pour la séparation des harmoniques de denture dans les champs magnétiques du stator et du rotor.
Les champs magnétiques du stator sont excités par deux enroulements du stator qui comportent un nombre diffé- rent de pièces polaires et sont alimentés par différentes sour- ces de courant.
La réduction électromagnétique dans le moteur en ques- tion est assurée par l'action réciproque entre les harmoniques de denture du rotor et les harmoniques de denture du stator.
Les inconvénients du moteur synchrone connu consistent en ce qui suit : encombrement important à la suite de la présence de deux enroulements sur le stator; faible utilisation des pro- priétés électromagnétiques de la matière active de la machine, car une partie seulement du spectre des harmoniques de denture du champ magnétique sera utilisée comme champ de travail; ra- pidité d'action réduite à la suite d'un moment d'inertie im- portant du rotor.
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Le but de la présente invention est de remédier aux, inconvénients cités ci-dessus.
Dans la présente invention on se propose de mettre au point un moteur synchrone à petite vitesse avec indices éner- gétiques améliorés, faible encombrement et poids réduits, dont la rapidité d'action est meilleure et la consommation de cuivre plus faible.
Le problème posé est résolu par le fait que dans le moteur synchrone à petite vitesse, sur les surfaces en vis à vis des stators interne et externe est prévu un nombre d'encoches ouvertes identiques, et le rotor creux est réalisé sous forme d'un cylindre métallique à parois minçes avec dents ferromagné- tiques et avec rainures suivant la génératrice imitant les en- coches ouvertes.
Il est préférable d'exécuter le cylindre en matière ferromagnétique.
Le cylindre peut être en outre réalisé en matière non magnétique, et il sera coulé des plaques ferromagnétiques imitant les dents sur sa surface.
Le stator interne peut comporter un enroulement d'excitation, ou être réalisé sous forme d'un aimant perma- nent avec couronne dentée ferromagnétique.
Dans l'exposé qui suit, l'invention est expliquée par des modes de réalisation avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente le moteur synchrone possédant des stators dentés interne et externe & enroulements et à un nombre identique d'encoches ouvertes sur les surfaces en vis à vis, et un rotor denté ferromagnétique creux, conforme à l'in- vention ;
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la figure 2, un moteur synchrone avec stator ex- térieur denté à enroulement, stator interne denté et encoches ouvertes, comportant un aimant permanent disposé à l'intérieur, et rotor denté creux ferromagnétique, conformément à l'inven- tion. la figure 3, un moteur synchrone avec stator exté- rieur denté à enroulement et à encoches ouvertes, stator interne denté avec enroulement axial d'excitation, et rotor ferromagné- tique creux, conformément à l'invention; la figure 4, un moteur synchrone avec stator exté- rieur denté à enroulement et à encoches ouvertes, stator interne denté excité par un aimant permanent à magnétisation axiale, et rotor ferromagnétique denté creux, conformément à l'invention;
la figure 5, un rotor creux constitué par un cylin- dre ferromagnétique creux à parois minces sur la surface duquel sont prévues des encoches percées de part en part, réalisées sous forme de fenêtres, conformément à l'invention; la figure 6, un rotor creux constitué par un cylindre creux à parois minces, exécuté en aluminium ou en alliage d'aluminium avec, sur la surface du cylindre, des plaques ferromagnétiques coulées remplissant le rôle de dents, conformément à l'invention.
Le moteur de la figure 1 est constitué par : le stator extérieur 1, l'enroulement 2 ; stator interne 3 en tales d'acier magnétique isolées les unes des autres, à encoches ou- vertes sur sa surface extérieure, et avec l'enroulement d'excita- tion 4, rigidement fixé sur les flasques paliers 5 ; le rotor den- té creux ferromagnétique fixé sur l'arbre métallique 7 tournant librement à l'intérieur du stator fixe interne; le corps, 8 et les paliers 9.
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Les enroulements 2 et 4 des stators 1 et 3 comportent un nombre différent de pièces polaires Pl et P2. Le nombre de pôles des enroulements 2 et 4 est choisi de façon qu'il n'y ait pas de liaison de transformation directe entre les enroulements.
Les surfaces en vis à vis des stators interne et externe 3 et 1 comportent un nombre d'encoches ouvertes identique Z1. Le nombre d'encoches ouvertes¯22 du rotor 6 est choisi suivant l'équation : @
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Les encoches ouvertes des stators 1 et 3 et du rotor 6 sont prévues pou,r la modification du champ magnétique engendré par les enroulements 2 et 4 des stators interne et externe 3 et 1, ainsi que pour la séparation des harmoniques de denture de champ des stators 1 et 3 et du rotor 6 grâce à l'action récipro- que desquelles il sera assuré une marche synchrone des moteurs à petite vitesse de rotation.
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Conformément à l'équation 1, l'on obtient l'utilisa- tion optimale de la machine. La disposition des deux enroulements 2 et 4 sur les stators interne et externe 3 permet une utili- sation plus complète du volume de la machine, ainsi qu'une ré- duction de son encombrement.
L'utilisation du rotor creux 6 permet d'améliorer la rapidité d'action de la machine à la suite du faible moment d'i- nertie du rotor.
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La mise en marche du moteur est réalisée sous l'ac- tion du couple a synchrone engendré par suite de l'action ré- ciproque entre courants de Foucault du rotor creux 6 et le champ magnétique de l'enroulement 3*
Le moteur de la figure 2 se distingue par son stator interne qui est constitué par l'aimant permanent 10, la couronne dentée ferromagnétique 11. Le nombre de pôles de l'enroulement 2 et de l'aimant 10 est choisi de façon à éviter la démagnéti- sation de l'aimant permanent 10. Le nombre d'encoches Z1 des stators interne et externe, le nombre d'encoches Z2 du rotor 6, le nombre de paires de pôles P1 de l'enroulement 2 et P2 de l'aimant 10, doivent satisfaire à l'équation 1 qui donhera l'utilisation optimale de la matière active de la machine.
Grâce à l'utilisation de l'aimant permanent 10, améliore les indices énergétiques de la machine tout en rédui- sant la consommation de cuivre.
Le moteur de la figure 3 se distingue par le fait que le noyau denté du stator interne 12 est excité suivant l'axe par l'enroulement annulaire 13, disposé coaxialement avec le stator interne 12; grâce à ce procédé d'excitation, la va- leur nécessaire de l'intensité de magnétisation de l'enroulement du stator interne 12 sera réduite, l'énergie des champs de denture excités par cet enroulement sera plus complètement uti- lisée et les indices énergétiques de la machine seront amélio- rés.
Les stators interne et externe 1 et 12 comportent un nombre d'encoches ouvertes identique Z1. Le nombre d'encoches ouvertes Z2 du rotor 6 est choisi en se référant à l'équation suivante qui donnera une utilisation optimale de la machine.
Z2 - Z1 + P (3) où P est le nombre de paires de rôles de l'enroulement 2.
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L'enroulement annulaire 13 peut être disposé sur l'un ou sur les deux flasques paliers 14. Lorsque l'enroulement an- nulair'e 13 est disposé sur les deux flasques 14, l'on obtient la symétrie magnétique de la machine suivant son axe, ainsi qu'une meilleure utilisation du volume de la machine. Les flasques paliers 14 et la carcasse 15 sont réalisées en matière ferromagnétique perméable au flux magnétique de l'enroulement 14, tandis que l'arbre 16 est réalisé en matière non magnétique afin de réduire les flux magnétiques de dissipation de l'enrou- lement 13.
Le moteur de la figure 4 se distingue par le fait que le noyau denté du stator interne 12 est excité par l'aimant per- manent 17 à magnétisation axiale, ce qui donne une amélioration des,indices énergétiques de la machine ainsi qu'une réduction de la quantité de cuivre utilisée.
Le rotor creux de la figure 5 est un cylindre ferro- magnétique creux 18 à parois minces sur la surface duquel sont ménagées des encoches percées de part en part 19, réalisées sous forme d'ouvertures. Les encoches du rotor sont prévues pour la séparation des champs de denture du champ magnétique de la ma- ,chine. Les parois minces du cylindre 18 permettent de réduire le moment d'inertie du rotor et d'améliorer la rapidité d'action du moteur.
'Le rotor creux 20 de la figure 6 se distingue par le fait qu'il est en aluminium ou en alliée d'aluminium, et que sur sa surface,on coule suivant la génératrice, des plaques ferro- magnétiques 21 remplissant le rôle de dents. L'épaisseur des plaques est égale à l'épaisseur des parois du cylindre et leur largeur est approximativement égale à la moitié du pas circon- férentiel de la denture du rotor.
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La réalisation d'un cylindre creux en matière non magnétique avec plaques ferromagnétiques coulées, permet de réduire le flux magnétique de dispersion de l'enroulement 2, d'améliorer l'utilisation de la matière active de la machine, ainsi que d'augmenter le couple de démarrage grâce à la réali- sation du cylindre en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Les moteurs synchrones à petite vitesse avec réduc- tion électromagnétique du nombre de-tours de l'arbre peuvent être utilisés comme commande synchrone à action rapide à petite vitesse de rotation dans les différents dispositifs d'automaticité, de radioélectronique, d'inscription magnétique, dans les relais de temporisation et dans les autres appareils' où il faut disposer d'une fiabilité élevée ainsi que d'une du- rée de service prolongée du moteur.
REVENDICATIONS.
1.- Moteur synchrone à petite vitesse avec réduc- tion électromagnétique constitué par des stators interne et externe concentriquement disposés, dans le jeu annulaire desquels est situé un rotor creux sans enroulement, des ±les- ques paliers, une carcasse et un enroulemert à courant alterna- tif sur le stator extérieur, caractérisé par le fait que sur les surfaces en vis à vis des stators externe et interne (1) . et (3) est prévu un nombre identique d'encoches ouvertes, et que le rotor creux (6) est réalisé sous forme d'un cylindre mécanique à parois minces avec dents ferromagnétiquea et rai- nures (19) suivant la génératrice imitant les encoches ouver- tes.