CH390368A - Machine électrique rotative - Google Patents

Description

  Machine électrique rotative    La présente     invention    a pour objet une     machine     électrique rotative, qui peut constituer par exemple  un alternateur ou un moteur à champ     synchronisé     par commutation     électronique,    cette     machine    com  portant des pôles     inducteurs    et des     pôles        d'induit,     et étant caractérisée par le fait que les pôles Induc  teurs     sont    mécaniquement solidaires des pôles d'in  duit, les uns et les autres étant     fixés    sur le stator,

    le flux alternatif d'induit étant produit -dans un pôle  d'induit     donné,    par la .commutation     alternée    du flux  respectif de deux pôles inducteurs de polarités in  verses, par l'intermédiaire     d'armatures    magnétiques       disposées    sur le rotor.  



  Une forme d'exécution de l'invention sera dé  crite, à titre d'exemple, en relation avec le     dessin     annexé.  



  La     fig.    1 représente .une coupe transversale par  tielle, tandis que  la     fig.    2     représente    une coupe     longitudinale    d'une  machine à double rotor.  



  La     fig.    1 montre un stator comportant 8 pôles  dont 5 sont     visibles.    Les pôles pairs 2 et 4 sont les  pôles     d'induit,    tandis que les pôles impairs 1, 3 et 5  sont les pôles inducteurs. Ces derniers sont     électro-          excités    par un courant continu.  



  Dans la règle, le rotor     comporte    autant d'arma  tures qu'il y a de     paires    de pôles sur le stator, soit  ici 4 armatures     magnétiques    en     forme    de segment  de cercle dont trois sont visibles, 6, 8 et 7. Chaque  armature est     formée    d'un empilage de tôles     douces..     



       Afin    de réduire dans une large mesure le     flux     de fuite émergeant des armatures 6, 7 et 8 du rotor,  les armatures sont logées dans une masse d'alumi  nium 12 ayant l'effet d'un écran     électromagnétique.     La grandeur des armatures est choisie telle que,  dans la position du rotor représentée à la     fig.    1, le    flux sortant d'un pôle     inducteur        soit        dirigé    égale  ment sur chacun des deux pôles     d'induit    adjacents,  et ceci de manière que les deux moitiés     des    deux  pôles d'induit     adjacentes    audit pôle inducteur,

   se  trouvent en face des deux extrémités de     l'armature     considérée, tandis que les deux autres     moitiés    de ces  deux pôles     d'induit    se trouvent en face     des    arma  tures adjacentes. La     distance    entre deux     armatures     adjacentes sur le     pourtour    du rotor est choisie aussi       petite    que possible,     pour    atteindre une     conduction     optimale     du        flux.     



  Les     pôles    d'induit sont excités périodiquement  d'une manière non représentée,     semblable    à celle  décrite dans les brevets suisses     Nos    358160 et  375422 ou les brevets     français        Nos    1275066 et  1349482 pour un moteur à courant continu à com  mutation électronique, et ceci de     préférence    à tra  vers un circuit à semi-conducteurs     commandé    sans  contact mobile par l'intermédiaire d'un organe soli  daire du rotor, cette commande     pouvant    être électro  dynamique, photoélectrique ou     autre.    Les pôles in  ducteurs 1, 3 et 5,

   excités     continuellement,    ont une       polarité        alternée.    Ainsi, lors de la rotation     .du    rotor,  le flux sortant d'un pôle     inducteur    est     dirigé    par  l'armature passant devant ce pôle     inducteur    sur les  deux pôles     d'induit    voisins, de telle sorte que chacun  des pôles d'induit est traversé     successivement    par  le     flux    de l'un des pôles     inducteurs    adjacents, puis  par le flux de sens opposé de     l'autre    pôle     inducteur     adjacent.

   La tension induite dans les enroulements  des pôles     d'induit    est     ;alors        pratiquement        rectangu-          laire,    car     l'inversion    du flux se produit dans un temps  très court.  



  Dans l'exemple décrit, les pôles     inducteurs,    et  les pôles d'induit     sont    disposés     alternativement    et  la     polarité    des pôles     inducteurs    change également       alternativement.        L'on    peut en principe, en choisis-      sait une autre forme     d'armature,    réaliser d'autres       dispositions    des pôles     inducteurs    et     d'induit.     



  Dans la     fig.    2 sont représentés deux stators dis  posés l'un à côté de l'autre, ainsi que deux rotors  montés sur un arbre commun; les deux structures  des stators sont décalées     angulairement    de telle ma  nière que les     zones    mortes     correspondant    à l'inver  sion de la     tension    induite soit     éliminées,    et qu'un       autodémarrage    de la machine travaillant en moteur,  soit assuré dans     toutes    les     positions    du     double    rotor.

    On     reconnaît    les     armatures    6,     les        pôles    inducteurs  1 et     les    masses     d'aluminium    12 constituant le     corps     des rotors. Au lieu de décaler les     stators,    il est clair  que l'on peut décaler les     rotors    l'un par     rapport    à  l'autre. La machine est complétée par un commuta  teur     électronique    non     représenté,        pour    l'excitation  périodique des pôles     d'induit.     



  La     fig.    2 met     encore        en        évidence    la possibilité  de loger les paliers 10 et 11 à l'intérieur même .du  rotor alors que le     système    de     ventilation        est    consti  tué par une turbine 9, placée entre les deux     rotors.     La     flèche    indique le trajet de l'air qui     entre    en 13  et     sort    en 14.  



  La grande légèreté du rotor lui confère une iner  tie     particulièrement    faible, très appréciable aux vi  tesses élevées.  



  En tant     qu'alternateur,    cette machine présente  l'avantage de permettre le réglage de la .tension par  celui de     l'excitation    des     inducteurs    et ceci en l'ab  sence de balais.     Sur    les     petites    machines, la     perte    de  puissance     massique    résultant de     l'absence    de bobi  nage sur le rotor est sensiblement     compensée    par le  nombre     d'ampère-tours    plus élevé des inducteurs  placés sur le stator.  



  En tant que moteur, singulièrement à champ  synchronisé par commutation électronique, cette ma  chine se prête à un réglage     continu    de sa vitesse,  sous tension constante, par     réglage    :du     courant    d'ex  citation. Une     gamme    de     vitesses    est également     acces-          sible    par couplage série,     série-parallèle    et parallèle  des enroulements d'induit.  



       Lorsque    la variation continue de tension ou de  vitesse n'est pas fondamentale, il est possible d'uti  liser des pôles     inducteurs    à     aimants    permanents.  Leur position sur le stator permet alors     d"atteindre     une énergie magnétique bien plus grande que     s'ils          étaient    sur le rotor en vertu d'une géométrie idéale  ment adaptée aux     conditions        requises    des     meilleurs     alliages pour     aimants        permanents        actuellement    con  nus.

   L'induction de ces     alliages        pouvant        atteindre     12 000     gauss,    l'arc polaire des     inducteurs    pourra    être réduit à la moitié de celui des pôles d'induit,  d'où une confortable amélioration de la puissance  massique.

Claims (1)

1. REVENDICATION Machine électrique rotative, comportant des pô les inducteurs et des pôles d'induit, caractérisée par le fait que les pôles inducteurs sont mécaniquement solidaires des pôles d'induit, les uns et les autres étant fixés sur le stator, le flux alternatif d'induit étant produit, dans un pôle d'induit donné,

   par la commutation alternée du flux respectif de deux pô les inducteurs de polarités inverses -par l'intermé- diaire d'armatures magnétiques disposées sur le ro tor. SOUS-REVENDICATIONS 1. Machine électrique selon la revendication, ca ractérisée par le fait que les pôles d'induit et induc teurs sont en nombre pair et sont alternés, la pola rité des pôles inducteurs étant elle-même alternée. 2.

   Machine électrique selon la sous-revendica- tion 1, caractérisée par le fait que le rotor comporte autant d'armatures qu'il y a de paires de pôles sur le stator, chacune desdites armatures occupant un arc correspondant à l'angle formé par deux pôles d'induit adjacents à un pôle inducteur. 3.

   Machine électrique selon la sous-revendication 2, caractérisée par le fait que lesdites armatures sont logées dans une masse conductrice non magnétique constituant un écran électromagnétique à l'égard du flux de fuite émergeant des armatures. 4. Machine électrique selon la revendication, ca ractérisée par le fait que les pôles inducteurs sont excités électromagnétiquement. 5.

   Machine électrique selon la revendication, ca ractérisée par le fait que les pôles inducteurs sont à aimants permanents. 6. Machine électrique selon la revendication, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux rotors montés sur un arbre commun, et au moins deux stators monophasés et décalés angulai- rement l'un par rapport à l'autre.

   7. Machine électrique selon la revendication, caractérisée par le fait qu'elle comprend au moins deux rotors montés sur un arbre commun et déca lés angulairement l'un par rapport à l'autre, et au moins deux stators.