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CORPS EN ACIER MAGNETIQUE PERMANENT REALISE EN UNE SEULE PIECE ET
COMPORTANT UN CERTAIN NOMBRE DE POLES EFFECTIFS.
L'invention concerne un corps en acier magnétique permanent, réa- lisé en une seule pièce et comportant un certain nombre de pôles effectifs, en particulier un corps annulaire, comportant un grand nombre de ces pôles, dans lequel le trajet moyen des lignes de force dans l'acier magnétique entre deux pôles voisins affecte la forme d'un Uo De tels corps magnétiques perma- nents connus peuvent être utilisés sous forme de tiges, de cylindres ou de ba- gues dans plusieurs dispositifs, par exemple dans les filtres magnétiques, ainsi que dans les machines électriques, entre autres les dynamos pour bicy- clettes du type dit dans le moyeu etc.
Bien que l'on se soit efforcé de réali- ser de tels corps en acier magnétique anisotrope, on n'y est parvenu que dans les cas où la forme et les dimensions des corps sont telles que, par des mon- tages plus ou moins compliqués, on peut créer des directions préférentielles dans le trajet des lignes de force en forme de U dans l'acier magnétique. Ce procédé, trop compliqué pour la pratique, en particulier pour la fabrication en grande série, n'est donc guère utilisé.
Suivant l'invention, dans un corps du type mentionné, la longueur totale des deux bras du U est grande par rapport à la longueur de la branche de pont transversal de ce U - de préférence plus de 1,5 fois plus longue que ce pont - et le corps est en un acier magnétique anisotrope dont la direction magnétique préférentielle dans tout le corps est au moins essentiellement parallèle à la direction des bras du Uo
Dans le procédé de fabrication du corps magnétique conforme à l' invention, pendant le refroidissement (trempe magnétique) de la matière, le champ magnétique est appliqué, pour obtenir l'anisotropie désirée, de façon que la direction de ce champ soit parallèle aux bras du Uo Ceci implique que le pont entre les bras de chaque U est intentionnellement non aimanté dans la direction de ce pont de sorte que, dans le dit pont,
on n'obtient pas
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d'effet d'anisotropie créé intentionnellement. Toutefois, fait étonnant, on a constaté que la perte qui en résulte est assez faible. En outre, pour ob- tenir un produit économique il faut, en général, satisfaire à la condition suivante s le volume de la matière magnétique nécessaire pour le pont, est au maximum égal à 30% du volume d'acier magnétique des deux bras si ceux-ci pour obtenir le même résultat, étaient fixés comme noyaux sur une plaque d' acier doux. Cette condition détermine en même temps la grandeur du rapport de la longueur des deux bras, et de la longueur du pont du U, comme le fera ressortir la description de la figure.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de la dite invention.
La fig. 1 est une vue de profil, la fig. 2, une vue en plan et la figo 3, une coupe transversale, suivant le plan III-III, d'un corps en une seule pièce en forme de tige conforme à l'invention.
La fig. 4 représente, à plus grande échelle, une partie de la fig.
1.
Les figs. 5 et 6 sont respectivement une vue de profil et une coupe transversale d'une forme de réalisation.,
La fig. 7 montre une méthode de prémagnétisation.
Les figs. 8 à 10 sont respectivement une vue de profil, une vue en plan et une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de l'in- vention.
Sur les figs. 1 à 3, un corps 2, en acier magnétique permanent, en une seule pièce, affecte la forme d'une tige et comporte un certain nom- bre de pôles effectifs 1; les lignes de force moyennes 3 dans l'acier magné- tique entre deux pôles voisins 4 et 5 de polarité opposée affectent la forme d'un U (figo 1).
Suivant l'invention, la longueur totale (segments 6) des deux bras du U (voir figo 4), est grande par rapport à la longueur (segment 7) du pont du U, de préférence 1,5 fois plus grande que ce dernier. En général, ceci implique que, dans le cas d'utilisation d'acier magnétique anisotrope tel que réalisé actuellement la distance entre deux pôles voisins 4 et 5 est assez petite, car dans les formes de construction usuelles la section des pôles perpendiculaire au trajet des lignes de force, sera assez grande par suite des valeurs existantes de la force coërcitive, de la rémanence et du (BH) max des aciers mentionnés, qui permettent de calculer, de façon connue, la longueur et la section de l'aimanto Il faut donc tenir compte des pertes de dispersion additionnelles entre les pôles voisins 4 et 5.
La longueur de l'aimant étant déterminée, on peut établir cet aimant d'une façon telle que la longueur du trajet moyen des lignes de force dans chacun des bras 6 soit égale à environ la moitié de la longueur totale requise de l'aimant. Si les deux pôles 4 et 5, hachurés sur la fig. 4, étaient fixés sur une plaque d'acier doux ayant la forme également hachurée, l'aimant ainsi obtenu répondrait aux conditions magnétiques imposées. Dans le corps magnétique conforme à l'invention, réalisé en une seule pièce, les ponts sont également en acier anisotrope.
Sur la fig. 4, la partie hachurée 8 indique aussi la quantité d' acier magnétique ainsi utilisée en supplément. Bien qu'à première vue, ceci semble exagéré, pour la fabrication en grande série, on obtient un gain ap- préciable si la consommation additionnelle de l'acier magnétique est inférieu- re à 30% du volume des deux pôles hachurés, car on supprime les frais de fa- brication additionnels, inhérents au montage d'aimants séparés sur une plaque d'acier doux.
Un tel corps magnétique peut d'ailleurs être trempé, de façon con-
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nue, par exemple entre deux pôles magnétiques 9 et 10 (voir fig. 1) sous 1' influence d'un champ magnétique. Les lignes de force sont alors dirigées sui- vant les flèches 11, Théoriquement, on pourrait s'attendre à ce que le pont entre les deux bras soit précisément aimanté, perpendiculairement à la direc- tion dans laquelle la prémagnétisation dans ce pont devrait s'effectuer, pour tirer tout le parti possible du pont. Ceci implique que le pont constituerait alors une réductance magnétique notable au détriment de la puissance magnéti- que fournie par les deux bras.
Or, fait étonnant, il n'en est pas ainsi, ce qui peut probablement s'expliquer par le fait qu'après avoir atteint le pont, les lignes de force subissent une dispersion telle que représentée par les flèches 12 (fige 1).Le pont est ainsi plus ou moins aimanté dans la directi on du trajet moyen 7 des lignes de force (voir fig 4). Les propriétés d'aniso- tropie réduites du pont ainsi que la dispersion entre les bras 4 et 5, sont alors apparemment compensées par une plus grande quantité d'acier magnétique 8..
Si le tout est calculé d'une façon judicieuse, et que l'on assure à l'en- semble les dimensions requises, on constate, après l'aimantation finale de l'aimant, par exemple de la manière représentée sur la fig. 9, qu'une plaque de fer ne peut être maintenue magnétiquement contre la face arrière 13 du corps magnétique, Ceci prouve que le nombre de lignes de force de dispersion sur la face arrière 13 dans le prolongement des deux bras 4 et 5 est négligea- ble, ce qui ne serait pas le cas, dans la méthode de magnétisation appliquée, si le pont constituait une réluctance magnétique appréciable.
La fig. 5 représente un corps magnétique annulaire 14 muni de pôles 15 dirigés radialement. La fige 6 représente une coupe par le plan VI- VI tandis que la fig. 7 montre comment on peut procéder à la trempe du corps entre deux pôles 16 et 17. Un tel corps magnétique convient en particulier pour les dynamos de bicyclettes du type dans le moyeu qui nécessitent un grand nombre de pôles pour l'obtention d'une fréquence suffisamment élevée.
Les figs. 8,9 et 10 représentent un corps magnétique annulaire particulièrement approprié à 1?emploi dans une dynamo de moyeu. Les pôles 19 s'étendent latéralement dans la direction axiale du corps magnétique. Cette forme de réalisation est plus avantageuse que celle représentée sur la fig.