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L'invention concerne un moteur synchrone à démarrage automatique dans un sens déterminé, comportant un rotor magnétique permanent muni, le long de sa périphérie, de pôles de polarité alternée et dont le stator entourant une bobine d'excitation com- porte un grand nombre de dents polaires, qui s'étendent alternati- vement à partir des deux côtés de la bobine, à l'intérieur de @ celle-ci, le tout de façon que les groupes de dents polaires for- ment des pôles principaux, 'alternant avec les p8les de dents polaires, qui, à l'aide d'un enroulement de court-circuit commun, forment des p8les polaires à flux déphasé.
Dans ce moteur connu, les pôles auxiliaires sont décalés, par rapport aux pôles princi- paux précédents de même polarité, d'un angle " a égal à 120-150 , @
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de préférence égal à 135-1400 électriques, mesuré dans le sens . du décalage des flux des pièces polaires, c'est-à-dire dans le sens de rotation du rotor. L'angle a est alors égal à 180- @ degrés électriques, l'angle )?représentant le décalage entre les flux dans les pôles principaux et les flux dans les pôles auxi- liaires de même polarité. L'angle f est donc égal à 30-60 degrés électriques.
Un tel moteur, qui est conçu en particulier comme petit moteur à diamètre extérieur de par exemple 50 mm, d'une épaisseur d'environ 12 mm et d'une puissance inférieure à 2 watts est décrit dans le brevet américain No. 2.437.142 (= brevet anglais 642.477).
Dans ce moteur, par suite de la constitution particulière, les pôles principaux sont dirigés radialement par rapport au rotor, tandis que les pôles auxiliaires sont parallèles à la surface du rotor. De ce fait, la surface active d'où émerge le flux des pôles principaux est plus petite que celle des pôles auxiliaires, de sorte que le flux sortant des pôles auxiliaires est plus grand que celui sortant des pôles principaux. Pour rendre ces flux égaux entre eux, on a prolongé certains pôles principaux dans la direction axiale sur une longueur telle qu'ils touchent la plaque statorique de l'autre côté de la bobine ou la touchent presque, ce qui court-circuite plus ou moins une partie du flux.
De plus, le nombre de pôles principaux est égal au nombre de pôles auxiliaires,
Suivant l'invention, le moteur décrit ci-dessus est caractérisé en ce que les pôles auxiliaires sont décalés par rap- port aux pôles principaix précédents de même polarité, d'un angle égal à 360+a degrés électriques, mesuré dans le sens de rotation du rotor, en ce que toutes les dents polaires s'étendent dans la direction axiale et en ce que le nombre de pôles principaux est plus petit que le nombre de pôles auxiliaires, tandis que le non- bre de pôles du--rotor est plus grand que le nombre de pôles du stator.
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De ce fait, on obtient, en tout premier lieu, une cons- truction plus simple du stator avec dents polaires. En second lieu, il devient ainsi possible de rendre égaux les flux sortant des pôles principaux et ceux sortant des pôles auxiliaires, étant donné que le flux des pôles auxiliaires,réduit par suite des pertes provoquées par l'enroulement de court-circuit, est également obtenu du nombre plus restreint de pôles auxiliaires. Le moteur convient particulièrement bien à l'équipement d'horlogesélectriques et de minuteries.
Suivant une autre particularité de l'invention, par suite de la direction axiale des dents polaires, il est possible d'en- tourer les pôles auxiliaires de même polarité, disposés en regard l'un de l'autre, d'un enroulement de court-circuit constitué par une plaque, qui comporte un palier pour l'axe du rotor.
De préférence, le ro-tor, qui ne comporte pas de pôles matériels, est en une matière connue sous le nom de ferroxdure, ce qui permet d'obtenir un couple notablement plus grand que dans le cas d'utilisation d'autres matières magnétiques permanentes, étant donné que le ferroxdure permet de disposer très près l'un de l'autre les pôles N et les pôles S, le tout de façon que le flux présente, à l'endroit des pôles, une forte pointe, ce qui est avantageux en raison des pôles statôriques étroits.
La description 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 l'invention.
Les fig. 1 et 2 représentent deux demi-stators du moteur.
La fig. 3 est une coupe par le plan I-I de la fig. 1.
'Sur la fig. 1, le demi-stator affectant la forme d'une boite 1, comporte un certain nombre de dents polaires, de même longueur 3-6, poinçonnées dans la partie centrale 2, et repliées perpendiculairement au fond de la boîte.
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Les deux groupes diamétralement opposés de chaque fois trois dents polaires 3 forment six pôles principaux de même pola- rité, tandis que les deux groupes diamétralement opposés de chaoue fois trois dents polaires 4, 5 et 6 forment six pôles auxiliaires, à flux déphasé, étant donné que ces pôles sont munis d'un enroule- ment de court-cuit commun, affectant la forme d'une plaque de cuivre 7, percée d'ouvertures que traversent les pôles auxiliaires 4-6. Cette plaque comporte en son milieu un palier 8 avec ouver- ture 9, pour l'axe du rotor. Une bobine 10 est disposée entre la paroi intérieure du boîtier 1 et les dents polaires 3-6.
Les pôles.principaux de même polarité de chaque groupe sont décalés l'un. par rapport à l'autre de 360 degrés électriques.
Il en est de même pour les pôles auxiliaires de même polarité.
Les pôles principaux de polarité opposée sont décalés entre eux de 180 degrés électriques, tout comme les pôles auxiliaires de polarité opposée.
Le sens de rotation du rotor est indiqué par une flèche sur les fig. 1 et 2.
Lesdeux pâles.auxiliaires 6 sont décalés par rapport aux pôles principaux 3 précédents, de même polarité, d'un angle de 360 + a degrés électriques., mesuré dans le sens de rotation du rotor. Dans cette expression a = 180 - '? degrés électriques, # étant le décalage du flux du pôle auxiliaire 6, par rapport eu flux du pôle principal 3. Etant donné qu'en pratique l'angle # peut comporter environ 40 à 45 degrés électriques, a est donc égal à 135-140 degrés électriques.
Par suite du déplacement du pôle auxiliaire 6 de 360 + a degrés électriques par rapport au pôle principal précédent 3, on obtient un glissement du pôle auxiliaire 4 vers le pôle principal suivant 3, de 360 - a degrés électriques dans le sens de rotation du rotor. Les pôles 3.et 4 sont donc disposés très près l'un de l'autre.
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Le second demi-stator représenté sur la fige 2 est constitué de manière analogue, avec cette différence cependant qu'il ne comporte que quatre pôles principaux 11 et six pôles auxiliaires 12,13 et 14 qui ont tous la même longueur. Tous les pôles sont décalés par rapport aux pôles de la fig. 1 d'un montant tel que si l'on rabat le demi-stator, représenté sur. la fig. 1, vers celui représenté sur la fig.' 2, les pôles de la fig. 1 se disposent entre les pôles de la fig. 1, lorsque le demi-stator de la fig. 1 est glissé dans celui de la fige 2, ce qui est possible,' étant donné que la paroi extérieure du premier peut être serrée dans la paroi intérieure du second.
Etant donné que sur la fig. 2, il n'existe que deux pôles principaux de chaque côté de la plaque de court-circuit 7, les espaces 15 et 16 sont disponibles respectivement pour les pôles 3, 4 de la fig. l, rapprochés de 360 - a degrés électriques.
Ce fait s'explique de la manière suivante :
Si le demi-stator représenté sur la fig. 2 comportait également deux groupes diamétralement opposés de chacun 3 pôles principaux 11 (représentés sur le demi-stator de droite par le pôle principal en pointillés 11', qui ne devrait alors pas être entouré par la plaque de court-circuit 7), le décalage du pôle auxiliaire 12, rapport au pôle principal 11' dans le sens de rota- tion (sens de la flèche sur la fig. 2) serait, en conformité avec la disposition conforme audit brevet américain, de a degrés élec- triques.
Suivant l'invention, le pôle 11' est cependant omis, de sorte que l'on obtient artificiellement le décalage de 360 + a degrés électriques entre le pôle auxiliaire 12 et le pôle précédent 11. Dans cet espace, on peut loger, lors de l'assemblage des deux demi-stators, le pôle principal 3 inférieur du demi-stator de gauche représenté sur la fig. 1. Si ce demi-stator avait comporté le pôle principal 11', il ne subsisterait pas de place suffisante
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pour loger la plaque de court-circuit autour du pôle auxiliaire 12, entre 12 et 11'.
Etant donné que les pôles auxiliaires 12 diamétralement opposés sont décalésd'un arc polaire de 6'paires de pôles = 6 x 360 degrés électriques et que l'arc polaire entre 12 et 14 est de 2 x 360 degrés électriques et l'arc polaire entre les deux pôles principaux 11 de 360 degrés électriques, la partie restante entre 14 et 11 plus entre 11 et 12 est de 3 x 360 degrés électri- ques. L'arc polaire entre 14 et 11 est donc égal à 3 x 360 - (360 + a) = 720 - a degrés électriques.
Lorsqu'on loge dans l'enceinte 15 les pôles 3 et 4 de la fig. 1, l'arc polaire entre les pôles 11 et 3 de polarité opposée est de 180 degrés électriques l'arc polaire entre 3 et 4 est de 360-a degrés électriques, l'arc polaire entre 4 et 14 est de 180 degrés électriques, c' est-à-dire au total le nombre déjà mentionné de 720 - a degrés électriques.
De cette manière, on obtient donc deux groupes diamétrale- ment opposés de chacun cinq pôles principaux et deux groupes diamé- tralement opposés comportant chacun six pôles auxiliaires, c'est-à- dire au total 22 dents polaires.
Entre les dents polaires se trouve un rotor magnétique permanent reposant dans des paliers 8, et comportant 12 pôles N et 12 pôles S, étant donné que le stator correspond en fait à un stator comportant 24 dents polaires, dont, comme il a été mentionné, deux, à savoir dans l'espace compris entre 11 et 12, sont omises, ce qui n'exerce pas d'influence notable sur le couple.
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The invention relates to a synchronous motor with automatic start in a determined direction, comprising a permanent magnetic rotor provided, along its periphery, with poles of alternating polarity and of which the stator surrounding an excitation coil comprises a large number of poles. pole teeth, which extend alternately from both sides of the coil, inside it, all so that the groups of pole teeth form main poles, alternating with the pole teeth. polar teeth p8les, which, using a common short-circuit winding, form phase-flux polar p8les.
In this known motor, the auxiliary poles are offset, with respect to the preceding main poles of the same polarity, by an angle "a equal to 120-150, @
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preferably equal to 135-1400 electric, measured in direction. the shift in the fluxes of the pole pieces, that is to say in the direction of rotation of the rotor. The angle α is then equal to 180- @ electrical degrees, the angle α representing the offset between the fluxes in the main poles and the fluxes in the auxiliary poles of the same polarity. The angle f is therefore equal to 30-60 electrical degrees.
Such a motor, which is designed in particular as a small motor with an outer diameter of for example 50 mm, a thickness of about 12 mm and a power of less than 2 watts is described in US Patent No. 2,437,142 (= British patent 642,477).
In this motor, due to the particular constitution, the main poles are directed radially with respect to the rotor, while the auxiliary poles are parallel to the surface of the rotor. As a result, the active surface from which the flux of the main poles emerges is smaller than that of the auxiliary poles, so that the flux leaving the auxiliary poles is greater than that leaving the main poles. To make these fluxes equal to each other, some main poles were extended in the axial direction for such a length that they touch the stator plate on the other side of the coil or almost touch it, which more or less short-circuits part of the flow.
In addition, the number of main poles is equal to the number of auxiliary poles,
According to the invention, the motor described above is characterized in that the auxiliary poles are offset with respect to the preceding main poles of the same polarity, by an angle equal to 360 + a electrical degrees, measured in the direction of rotation of the rotor, in that all pole teeth extend in the axial direction and in that the number of main poles is smaller than the number of auxiliary poles, while the number of poles of the rotor is greater than the number of stator poles.
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In the first place, therefore, a simpler construction of the stator with pole teeth is obtained. In the second place, it thus becomes possible to make equal the fluxes leaving the main poles and those leaving the auxiliary poles, since the flux of the auxiliary poles, reduced as a result of the losses caused by the short-circuit winding, is also obtained from the smaller number of auxiliary poles. The motor is particularly suitable for equipping electric clocks and timers.
According to another feature of the invention, as a result of the axial direction of the pole teeth, it is possible to surround the auxiliary poles of the same polarity, arranged opposite one another, with a winding of short circuit formed by a plate, which has a bearing for the rotor axis.
Preferably, the ro-tor, which does not have material poles, is made of a material known as ferroxdide, which makes it possible to obtain a notably greater torque than when using other magnetic materials. permanent, given that the ferroxdide makes it possible to have the N poles and the S poles very close to each other, the whole so that the flux presents, at the location of the poles, a strong point, which is advantageous because of the narrow stator poles.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Figs. 1 and 2 represent two half-stators of the motor.
Fig. 3 is a section through the plane I-I of FIG. 1.
'In fig. 1, the half-stator having the shape of a box 1, comprises a certain number of pole teeth, of the same length 3-6, punched in the central part 2, and folded perpendicularly to the bottom of the box.
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The two diametrically opposed groups of each three pole teeth 3 form six main poles of the same polarity, while the two diametrically opposed groups of each three pole teeth 4, 5 and 6 form six auxiliary poles, with out-of-phase flow, being since these poles are provided with a common short-circuited winding, taking the form of a copper plate 7, pierced with openings through which the auxiliary poles 4-6 pass. This plate comprises in its middle a bearing 8 with opening 9, for the axis of the rotor. A coil 10 is arranged between the inner wall of the housing 1 and the pole teeth 3-6.
The main poles of the same polarity of each group are shifted one by one. relative to each other 360 degrees electric.
It is the same for the auxiliary poles of the same polarity.
The main poles of opposite polarity are offset from each other by 180 electrical degrees, as are the auxiliary poles of opposite polarity.
The direction of rotation of the rotor is indicated by an arrow in fig. 1 and 2.
Lesdeux pales.auxiliaires 6 are offset with respect to the previous main poles 3, of the same polarity, by an angle of 360 + a electrical degrees., Measured in the direction of rotation of the rotor. In this expression a = 180 - '? electrical degrees, # being the offset of the flux of the auxiliary pole 6, with respect to the flux of the main pole 3. Since in practice the angle # can include about 40 to 45 electrical degrees, a is therefore equal to 135-140 electrical degrees.
As a result of the displacement of the auxiliary pole 6 of 360 + a electrical degrees with respect to the previous main pole 3, we obtain a sliding of the auxiliary pole 4 towards the next main pole 3, of 360 - a electrical degrees in the direction of rotation of the rotor . The poles 3 and 4 are therefore arranged very close to each other.
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The second half-stator shown in fig 2 is made in a similar manner, with the difference, however, that it only has four main poles 11 and six auxiliary poles 12, 13 and 14 which all have the same length. All the poles are offset from the poles of fig. 1 of an amount such as if the half-stator, shown in. fig. 1, to that shown in FIG. ' 2, the poles of FIG. 1 are arranged between the poles of FIG. 1, when the half-stator of FIG. 1 is slid into that of the pin 2, which is possible, since the outer wall of the first can be clamped in the inner wall of the second.
Since in fig. 2, there are only two main poles on each side of the shorting plate 7, the spaces 15 and 16 are available respectively for the poles 3, 4 of fig. l, approximated by 360 - a electrical degrees.
This fact can be explained as follows:
If the half-stator shown in fig. 2 also had two diametrically opposed groups each of 3 main poles 11 (represented on the right half-stator by the dotted main pole 11 ', which should not then be surrounded by the short-circuit plate 7), the offset of the auxiliary pole 12, in relation to the main pole 11 'in the direction of rotation (direction of the arrow in FIG. 2) would, in accordance with the arrangement according to said American patent, be of a electric degree.
According to the invention, the pole 11 'is however omitted, so that one obtains artificially the shift of 360 + a electric degrees between the auxiliary pole 12 and the preceding pole 11. In this space, one can accommodate, during assembly of the two half-stators, the lower main pole 3 of the left half-stator shown in FIG. 1. If this half-stator had included the main pole 11 ', there would not be sufficient space
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to house the short-circuit plate around the auxiliary pole 12, between 12 and 11 '.
Since the diametrically opposed auxiliary poles 12 are offset by a polar arc of 6 pole pairs = 6 x 360 electrical degrees and the polar arc between 12 and 14 is 2 x 360 electrical degrees and the polar arc between the two main poles 11 of 360 degrees electric, the remaining part between 14 and 11 plus between 11 and 12 is 3 x 360 degrees electric. The polar arc between 14 and 11 is therefore equal to 3 x 360 - (360 + a) = 720 - a electrical degrees.
When the poles 3 and 4 of FIG. 1, the polar arc between poles 11 and 3 of opposite polarity is 180 electrical degrees the polar arc between 3 and 4 is 360-a electrical degrees, the polar arc between 4 and 14 is 180 electrical degrees, that is to say in total the already mentioned number of 720 - a electrical degrees.
In this way, therefore, there are obtained two diametrically opposed groups each of five main poles and two diametrically opposed groups each comprising six auxiliary poles, ie a total of 22 pole teeth.
Between the pole teeth is a permanent magnetic rotor resting in bearings 8, and having 12 N poles and 12 S poles, since the stator in fact corresponds to a stator with 24 pole teeth, of which, as has been mentioned, two, namely in the space between 11 and 12, are omitted, which does not exert any significant influence on the torque.