Moteur synchrone monophasé de petites dimensions, à démarrage automatique. La présente invention a pour objet un moteur synchrone monophasé de petites di mensions, à démarrage automatique, destiné par exemple à être employé en association avec des commutateurs à temps, des hor loges et d'autres appareils semblables.
On a l'habitude de permettre aux moteurs synchrones de pouvoir démarrer automatique ment en pratiquant dans les pôles des en coches disposées sur ceux-ci de façon symé trique par rapport à l'axe de rotation et de manière à recevoir des spires en court-circuit qui, sur chaque pôle, sont décalées les unes par rapport aux autres dans le sens de la rotation et qui se chevauchent partiellement, de manière à produire une déformation de la répartition du flux, qui permet au rotor, lors de la mise en marche, de commencer à tourner, mais ceci a le désavantage que le moment de rotation effectif du moteur est beaucoup diminué.
Le moteur selon l'invention comporte un stator à enroulement, en fer doux, et un aimant polarisé monté de manière à pouvoir tourner, et ce moteur est caractérisé en ce que le rotor n'est pas équilibré par rapport au stator, soit magnétiquement, soit dyna- miquement et en ce que ce rotor a un poids tel, par rapport aux forces agissant sur lui, qu'il commencera à tourner lorsque du cou rant est envoyé dans le stator, par le fait que la position d'équilibre est différente avec le stator magnétisé, de ce qu'elle est avec le stator non magnétisé.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'in vention.
La fig. 1 en est une vue schématique en perspective et partiellement en coupe, avec parties démontées; La fig. 2 est un plan partiellement en coupe, de certaines parties représentées à la fig. 1; et La fig. 3 est un développement des pôles du stator représentant leur position relative par rapport à l'aimant formant le rotor. La forme d'exécution que l'on va décrire est destinée à être employée dans un circuit de 50 périodes. Elle comporte un stator 1 qui est construit en deux moitiés coaxiales (formées comme des anneaux bridés en fer doux) 3 et 5, fixées à un bâti 7. L'enroule ment du stator est formé par un solénoïde 9 qui est compris entre les deux moitiés.
Chaque moitié du stator est munie intérieurement de dents 11 et 13 faisant saillie vers l'autre moitié, les dents d'une moitié engrenant avec celles de l'autre moitié. Lorsque l'enroule ment 9 est relié à une source de puissance, les dents 11 d'une moitié du stator sont, à n'importe quel moment, toutes de la même polarité et les dents 13 de l'autre moitié du stator sont toutes de la polarité opposée à celle des dents 11. Dans la forme d'exécu tion représentée, le stator présente quinze paires de pôles.
Le rotor comporte un aimant 15 perma nent en forme de disque présentant trois paires de pôles 17, chaque pôle étant divisé en deux pôles fractionnaires 17y et 17b par un enfoncement 17 , les deux pôles fraction naires étant évidemment de la même pola rité.
Chaque pôle 17 (deux pôles fractionnaires) a une largeur totale approximativement égale à la largeur totale de deux dents adjacentes 11 ou' 13 d'une moitié du stator, de telle sorte que, dans une certaine position (voir fig. 2), les deux pôles fractionnaires 171, et 17b de même polarité font face à deux pôles 11 de même polarité du stator, tandis que l'enfoncement 17 fait face à un pôle 13 du stator de polaritë opposée à celle des deux autres pôles 11 du stator. L'aimant 15 est porté sur un tambour 19 en laiton fixé à un arbre 21 du rotor.
Ce tambour 19 présente, sur un côté de l'aimant 15, un manchon 23 sur lequel est fixé, espacé de l'aimant, un support pour des organes magnétiques, consti tué par une pièce étoilée 25 en fer doux, présentant six bras 27 saillant radialement, faisant entre eux un angle de 60 et ayant chacun un côté 271, tout prés d'un côté 17,1 d'un pôle 17. Chaque bras 27 est environ de la même largeur qu'un pôle fractionnaire 17b; chaque bras 27 présente à son extré mité externe un petit tasseau 29 qui se trouve perpendiculaire au bras 27 et qui fait saillie en s'éloignant de l'aimant 15, comme claire ment représenté à la fig. 1.
L'angle du bras 27, opposé au tasseau 29, et le plus prés du milieu du pôle, est coupé en sifflet en 31. La largeur du tasseau 29 est approximative ment égale à la largeur d'un pôle fraction naire et la profondeur radiale du tasseau est légèrement plus petite que sa largeur.
Pour obliger le moteur à toujours démarrer dans la même direction, un dispositif de contrôle, pratiquement sans frottement, est prévu. Dans la présente forme d'exécution, ce dispositif a la forme d'un embrayage à billes.
Une console 33 est fixée au bâti 7 du stator et sert de support pour l'arbre 21 du rotor. Cet arbre 21 porte une petite roue d'engrenage 35 qui engrène avec une grande roue d'engrenage 37 portée sur l'extrémité inférieure d'un arbre secondaire 39. Un col lier 41 est fixé au sommet du stator; ce collier présente un enfoncement cylindrique 43; un excentrique double 45 est fixé à l'arbre secondaire 39 et s'ajuste dans l'en foncement 43; des billes 47 se trouvent entre l'excentrique 45 et la paroi périphérique de l'enfoncement 43. Si on le désire, ces billes peuvent être poussées par des ressorts faibles. L'inclinaison de l'excentrique 45 est telle que les billes 47 n'auront aucune tendance à rester serrées.
L'épaisseur de l'excentrique, par rapport à la dimension de la bille, doit être telle que la tension de surface entre ces partes et toute huile qui peut être pré sente, ne doit pas être suffisante pour em pêcher une action correcte de la bille. La disposition est telle que, si le rotor part dans le sens des aiguilles d'une montre, il est libre de tourner; s'il part en sens inverse des aiguilles d'une montre, il sera arrêté, mais, comme il se produit un rebondissement, la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre aura tendance à se faire.
Le poids du rotor est si petit que le rotor peut commencer à tourner aussitôt que le courant est fourni au stator, pourvu qu'il y ait une force résultante tendant à le faire tourner; en d'autres termes, le moment d'iner tie du rotor est tel qu'un mouvement appré ciable peut avoir lieu avant l'inversement de la période du courant. Le poids du rotor doit être calculé selon la fréquence du courant.
Le fonctionnement est le suivant: Lorsque le moteur n'est pas utilisé, le stator 1 et la pièce 25 en étoile ne sont pas aimantés et, par conséquent, le rotor prendra une position, par suite de l'attraction de l'aimant 15 en forme de disque sur le fer du stator. Lorsque le courant est fourni au stator, les dents 11 et 13 -de ce dernier deviennent des pôles (d'un sens dépendant de la partie positive ou négative de l'onde qui est en premier lieu active) et les extrémités des bras de la pièce en étoile sont également magnétisées (par suite du flux pulsatoire dans le stator) et comme le magnétisme de la pièce en étoile renforce le flux ou s'oppose au flux effectif à travers le pôle adjacent du stator, la répartition du flux total sera déformée et un mouvement du rotor aura lieu,
de telle sorte que le rotor commence à tourner.
Le moteur décrit démarrera immédiate ment sitôt que du courant sera envoyé dans le stator; en outre, lorsqu'il tourne, il n'y a pratiquement pas d'effets appréciables de frottement causés par le dispositif supplé mentaire de contrôle. Ainsi le couple effectif de rotation du moteur n'est pratiquement pas diminué par le dispositif supplémentaire. L'efficacité d'un tel moteur est considérable ment plus élevée que celle des moteurs syn chrones monophasés, à démarrage automa tique, actuellement employés et le démarrage est très sûr et doux.
On remarquera que le rotor ne doit pas être surchargé. Le poids du rotor peut être diminué, par exemple, en employant une pièce étoilée à trois branches, mais on a trouvé qu'une pièce étoilée à six branches donne de meilleurs résultats, si les autres poids sont convenablement dimensionnés.
Dans d'autres formes d'exécution, la pièce en étoile pourrait être disposée très près de l'aimant permanent, au lieu d'être espacée de cet aimant. On pourrait employer une pièce étoilée polarisée, au lieu d'une pièce en fer doux, ou employer un aimant sans pièce en étoile, qui n'est pas équilibré par rapport au stator, soit magnétiquement, soit dynamiquement.