Machine électrique tournante<B>à</B> entrefer plan La présente invention a pour objet une machine électrique tournante présentant au moins un entrefer plan. Dans une telle machine, on a intérêt<B>à</B> rendre aussi mince que possible la partie qui se déplace dans l'entrefer, afin de réduire la longueur de ce dernier et, par conséquent, la distance que doit tra verser le flux inducteur axial.
La recherche d'une faible inertie dans la partie tournante en conditionne très souvent sa construction et cette partie tournante, exception faite du moyeu éventuel et de l'arbre, sera avantageusement en forme de disque mince soit muni d'un bobinage électrique plat<B>à</B> conducteurs lamellaires réalisé, par exemple, selon une technique d'impression connue, soit cons titué en tôle<B>à</B> hystérésis formant la partie active du rotor.
Quelle que soit la construction utilisée, on est conduit<B>à</B> une épaisseur réduite du rotor et<B>à</B> un encombrement général longitudinal minimum, pour obtenir un taux élevé d'utilisation des matières actives et, par conséquent, une réalisation économique.
Toutefois, l'utilisation d'un rotor discoïdal mince évoluant dans un entrefer réduit au minimum, requiert un alignement parfait<B>-</B> donc peu écono- inique <B>-</B> des pièces en présence, aussi bien au stator qu'au rotor.
En raison, d'une part, des difficultés de mon tage et, d'autre part, de la constitution des disques tournants<B>à</B> bobinage imprimé sur support isolant, avec des matériaux peu rigides, le gauchissement du rotor est pratiquement inévitable, tout au moins dans la période de démarrage, même en admettant le redressement éventuel du rotor<B>à</B> sa vitesse nor male. Ce gauchissement s'accentue encore avec les rotors minces de grand diamètre et ne peut être que préjudiciable<B>à</B> la bonne, tenue mécanique des bobi- nages plats<B>à</B> conducteurs lamellaires imprimés sur les faces du disque.
Les mêmes inconvénients de gauchissement sub sistent dans les machines électriques où le circuit magnétique du rotor est une couronne constituée par un ruban de tôle de faible largeur enroulé en spirale compacte et montée elle-même, par<B>de.</B> moyens connus, sur une autre couronne reliée au moyeu ou<B>à</B> l'arbre de la partie tournante, et où le bobinage électrique plat<B>à</B> conducteurs lamellaires est collé sur l'anneau magnétique du stator.
Le but de la présente invention est d'empêcher ou de limiter le gauchissement du rotor.<B>A</B> cet effet la machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'une couche de matière isolante solide ayant un très faible coefficient de frottement est interposée dans ledit entrefer entre le rotor et le stator et fixée sur l'un de ces derniers, cette couche ayant une épaisseur telle qu'elle remplit complètement ou par tiellement ledit entrefer de manière<B>à</B> servir de butée <B>à</B> glissement empêchant ou limitant respectivement le gauchissement du rotor.
Cette couche permet au rotor de glisser sur le stator, sans causer<B>de</B> pré judice<B>à</B> la tenue mécanique et électrique des bobi nages plats<B>à</B> conducteurs lamellaires qui peuvent être montés sur le rotor ou le stator, et ceci sans échauf fement exagéré d'aucune des parties en contact.
Les dessins annexés représentent,<B>à</B> titre d'exem ple, quelques formes d'exécution de l'invention, ainsi qu'une machine connue. Pour la clarté et la simplification du dessin, on n'a représenté sur les figures que les parties de machines nécessaires<B>à</B> la bonne compréhension de la description, les autres parties constitutives, qui sont classiques, ayant été omises. La fig. <B>1</B> est une coupe partielle, selon un plan axial, d'une machine électrique connue<B>à</B> entrefer plan.
La fig. 2 est une coupe analogue d'une machine constituant une forme d'exécution de l'invention. Les fig. <B>3</B> et 4 représentent des variantes de cette forme d'exécution.
Les fig. <B>5</B> et<B>6</B> représentent respectivement une machine<B>à</B> circuits magnétiques en rubans de tôle enroulés en spirale, et un moteur<B>à</B> hystérésis.
La machine connue représentée sur la fig. <B>1</B> est une machine tournante multipolaire<B>à</B> courant continu et<B>à</B> entrefer plan.
Le stator comprend une culasse annulaire magné tique fixe<B>1,</B> massive ou constituée par une bande de tôle enroulée en spirale, une seconde culasse annu laire fixe 2 portant des aimants permanents<B>3</B> munis d'épanouissements polaires 4. Le rotor comprend un disque mince<B>5</B> constitué par un support isolant sur les deux faces duquel sont<B> </B> imprimés<B> </B> des conduc teurs lamellaires formant un bobinage électrique plat. Ce disque est assujetti<B>à</B> l'arbre<B>6</B> de la machine, de toute manière convenable, avec interposition de ron delles isolantes<B>7.</B>
Cette machine comporte deux entrefers d'air dont l'un,<B>8,</B> se trouve du côté des épanouissements polai res 4 et des aimants permanents<B>3,</B> tandis que rautre, <B>9,</B> se trouve du côté de la culasse magnétique<B>1.</B>
La fig. 2 représente une première forme d'exé cution de l'invention dans laquelle les entrefers d'air <B>8</B> et<B>9</B> ont été comblés par des couches<B>10</B> et<B>11</B> d'une matière isolante solide ayant un très faible coefficient de frottement, de préférence une matière plastique souple, isolante et non conductrice.<B>A</B> titre indicatif, un produit présentant un grand intérêt pour une telle utilisation est celui résultant de la polymé risation du tétrafluoréthylène, connu sous le nom<B>de</B> <B> </B> Teflon <B> </B> (marque déposée) et qui, outre ses pro priétés mécaniques et diélectriques remarquables, possède un coefficient de frottement très faible.
Ces revêtement de<B> </B> Teflon <B> </B> peuvent être fixés sur le stator ou le rotor d7une façon quelconque. Dans rexemple de la fig. 2, le revêtement infé rieur<B>10</B> adhère<B>à</B> rune des faces du disque bobiné<B>5</B> et se prolonge jusqu'au moyeu de Parbre <B>6,</B> ce qui permet de supprimer rune des rondelles isolantes<B>7.</B> On peut d'ailleurs remplacer également l'autre par une couche de<B> </B> Teflon <B> ,</B> comme montré en 12. En ce qui concerne<B>le</B> revêtement supérieur<B>11,</B> il est fixé sur la culasse annulaire<B>1.</B>
Dans la machine tournante ainsi réalisée, le rotor <B>5-10</B> effectue son déplacement entre la couche de <B> </B> Teflon <B> 11</B> et les épanouissements polaires 4 qui lui servent de guides et empêchent ainsi son gauchis sement éventuel.
On remarque la présence d'une discontinuité entre les couches<B>11</B> et 12, mettant<B>à</B> nu une bande annulaire<B>13</B> de la face supérieure du disque bobiné <B>5.</B> Ce vide, dont remplacement peut varier selon la construction de la machine, peut servir<B>à</B> la mise en place de balais venant frotter sur une portion des conducteurs lamellaires du bobinage plat, cette por tion faisant ainsi office de collecteur.
Dans la variante de la fig. <B>3,</B> les revêtements 14 et<B>15</B> sont fixés respectivement sur la culasse annu laire<B>1</B> et sur les épanouissements polaires 4. Dans ce cas, le rotor est limité au seul disque bobiné<B>5</B> qui tourne en glissant sur les couches fixes de <B> </B> Teflon <B> </B> 14 et<B>15</B> qui le guident et empêchent son gauchissement.
La fig. 4 représente une autre variante dans laquelle, au contraire, la totalité du revêtement appar tient au rotor qui est alors guidé par les pièces méca niques<B>1</B> et 4 du stator sur lesquelles glisse le revê tement.
Le disque mince<B>5</B> est enrobé, comme montré en<B>16,</B> par moulage, dispersion ou tout autre pro cédé connu d'apport de matière plastique, avec des épaisseurs de cette matière telles qu'elle remplisse les deux entrefers de la machine. Comme dans le cas de la fig. 2, il est loisible et facile de prévoir une dis continuité annulaire<B>13,</B> dans cet enrobage<B>16,</B> pour une zone de frottement des balais de la machine tournante.
La fig. <B>5</B> représente, en coupe partielle, les dis positions respectives des parties magnétiques et élec triques d'une machine électrique tournante multi polaire<B>à</B> courant alternatif<B>à</B> entrefer plan très réduit.
Le stator comprend un circuit magnétique cons titué par un ruban de tôle enroulé en spirale<B>17</B> sur lequel est fixé, par collage ou autrement, un disque support isolant<B>18</B> équipé d'un bobinage électrique plat<B>à</B> conducteurs lamellaires, sur ses deux faces. Le rotor comporte lui aussi un circuit magnétique en tôle spiralée<B>19.</B>
Uentrefer plan unique de cette machine est com <B>blé</B> par une couronne 20, en<B> </B> Teflon <B> </B> par exemple, qui peut faire partie soit du stator, auquel cas elle sera fixée sur la face supérieure du disque plat bobiné<B>18,</B> soit du rotor, auquel cas elle sera fixée sur la face inférieure du circuit magnétique<B>19.</B>
La fig. <B>6</B> est relative<B>à</B> une autre machine tour nante<B>à</B> entrefer plan, équipée comme les précédentes d'un bobinage plat<B>à</B> conducteurs lamellaires<B>:</B> il s'agit d'un moteur électrique<B>à</B> hystérésis.
Le circuit magnétique du stator est composé de deux culasses toriques 21 et 22 en substance ferro magnétique, en ferrite douce, par exemple. Sur l'une des culasses toriques, 22, est fixé, par collage ou tout autre moyen connu, un disque bobiné<B>18.</B> Le rotor est constitué par un disque mince<B>23</B> en tôle<B>à</B> hysté- résis tournant entre les deux culasses toriques 21 et 22.
Les entrefers plans situés de part et d'autre du disque rotatif<B>23</B> sont remplis par deux couronnes 24 et<B>25</B> en<B> </B> Teflon <B> </B> ou autre matière<B>à</B> très faible coefficient de frottement<B>;</B> ces couronnes peuvent être fixées soit toutes deux sur le disque<B>23,</B> soit une seule sur ce disque et l'autre sur la culasse annulaire 21 ou le disque bobiné<B>18,</B> soit encore sur ces deux dernières pièces. En d'autres termes, les couronnes de<B>e</B> Teflon <B> </B> 24 et<B>25</B> peuvent appartenir au stator, au rotor ou<B>à</B> l'un et<B>à</B> l'autre.
<B>Il</B> est évident qu'il n'est nullement indispensable de remplir<B>la</B> totalité des entrefers avec la matière<B>à</B> très faible coefficient de frottement. Lorsque celle-ci doit servir de butée<B>à</B> glissement limitant seulement le gauchissement du rotor, elle peut remplir son rôle tout en étant confinée<B>à</B> une portion de l'entrefer, le reste de celui-ci étant de l'air comme dans les machines conventionnelles.