Machine magnéto-électrique. La, présente invention concerne une ma chine magnéto-él,ectrique comprenant un ai mant permanent,en matière de grade force coercitive ayant au moins quatre pôles encer clant un indult de même nombre de pôles, caractérisée en ae que le contour des surfaces interpolaires, de l'aimant inducteur est,
par rapport à l'induit situé en dedans. -du par cours, moyen qui serait obtenu dans l'air pour <B>If</B> flux partiel joignant les quarts voisins des surfaces polaires de cieux pôles consécutifs de l'induit paircouru par le courant normal.
Le but principal ;de l'invention est d'ob tenir le réglage du. voltage et un débit etpéci- fique élevé dans, une petite dynamo conve nant pour l'emploi dans un système d'éclai- rageélectrique d'une bicyclette ou d'une motocyclette.
Dans un pareil système d'éclairage élec- trique, l'une des caractéristiques les plus dé sirables de la dynamo est que son débit à sa limite inférieure de vitesse augmente rapide ment avec la vitesse jusqu'au -débit normal,
après quoi toute augmentation de vitesse n'est pas accompagnée d'une augmentation impor tante de -débit.
Dans une dynamo possédant cette caracté- ristique désirable, le débit estimé est atteint à une vitesse relativement basse et est main tenu sensiblement constant ensuite, même malgré un grand accroissement de vitesse.
Par exemple, une semblable dynamo de 6 volts, 6 watts doit commencer à éclairer une ampoule de 6 volts, 6 watts pour une vitesse de 5 km à l'heure de la bicyclette, doit atteindre son débit normal pour 18 ou 20 km à l'heure de la bicyclette et ne doit pas encore surcharger ,
de façon excessive l'am poule pour 50 km à l'heure de la bicyclette.
Il y a d'autres emplois que celui comme dynamo d'éclairage de bicyclette, pour le- quels les caractéristiques en question sont dé- sirables dans les machines magnétoélectri- ques.
Il est connu que dans toutes les dynamos, un certain degré de réglage de voltage est obtenu à partir du flux de réaction d'induit et dans les machines de débit spécifique fai ble ou modéré,
un certain réglage appréciable de la caractéristique voltage/vitesse peut être obtenu en proportionnant de façon appropriée les enroulements de l'induit pour augmenter l'effet des ampères-tours de réaction d'induit.
Dans une machine de débit spécifique relati vement élevé, le réglage de la earaetéristique voltage/vitesse ainsi obtenu n'est pari suffi sant et différents autres dispositifs et pro cédég ont été adoptés pour obtenir la com- miande désirée de cette caractéristique.
Dans les dessins annexés sont .représentés plusieurs exemples d'exécution de l'objet de cette invention.
La fig. 1 montre schématiquement un exemple d'aimant de champ et de feuilletage de l'armature d'une machine magnéto-électri- que faite suivant la présente invention.
La fig. 2 est une vue de côté en élévation de l'aimant de champ suivant la fig. 1.
Les fig. 3 et 4 montrent des formes, mo difiées de l'aimant de champ représenté à la fi.g. 1.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des graphiques montrant la earaetéristique de la machine employant respectivement l'aimant de champ représenté aux fig. 1, 3 et 4.
Les fi-. 8 et 9 montrent une autre forme de l'aimant de champ ayant un plus grand nombre de pôles et destiné à une dynamo à marche lente.
La fig. 10 montre un diagramme th6ori- que de flux.
Les courbes caractéristiques représentées aux fig. 5, 6 et 7 indiquent la méthode par laquelle le réglage de voltage est effectué par la variation du contour intérieur de l'aimant entre les pôles. Ces courbes montrent la earac- térisitique d'une dynamo type pourvue alter nativement des aimants représentés aux fig. 1, 3 et 4.
Les courbes représentent la tension en volt V en fonction des tours par minutes S soit V/S et l'intensité en ampère <I>A en</I> fonc tion .des tours par minute S soit A/S. Ces trois,
aimants sont destinés à être faits en une matière magnétique de grande force coercitive telle que les alliages de nickel et d'aluminium ayant une force coercitive de 500 Gilberts/cm. La relation de dimension optima pour ce métal est d'environ 3 :
1, par conséquent l'aimant est destiné à avoir une unité en section et douze unités de longueur circulaire moyenne.
Comme il y a quatre pôles, la longueur de chaque aimant compa rée à sa section est de 3 : 1, de sorte que le métal est employé dans les conditions optima,
c'est-à-dire pour donner le rapport maximum fonce/poids de l'aimant. Ce rapport est main tenu sensiblement dans tous les exemples dé- crits ici.
L'aimant a de la fig. 1 possède un trou circulaire lisse, c'est-à-dire sans saillie po laire définie, mais il est aimanté de façon à avoir quatre pôles magnétiques, comme on l'a indiqué.
L'aimant c représenté à la fig. 3 est établi avec des espaces interpolaires ar qués d s'élevant à environ un millimètre et demi au delà de l'alésage d'induit,
tandis que l'aimant e de la fig. 4 a un contour arqué encore plus défini entre les saillies polaires et ceci est la forme préférée.
La dynamo avec laquelle les trois aimants représentés aux fig. 1, 3 et 4 ont été employés alternativement pour obtenir les courbes ca- ractéristiques représentées aux fig. 5,
6 et 7 était ioonstruite avec un induit feuilleté à quatre pôles de la forme représentée en 5 à la fig. 1, l'induit étant pourvu d'un enrou lement @de 160 tours par pôle de fil de cuivre émaillé,
ce qui donne un total de 640 tours. Chaque aimant de champ était aimanté de façon permanente, avant l'essai, en position dans la machine, par le passage momentané à travers les enroulements d'induit d'un cou- rant de 40 ampères.
La force magnétisante ainsi engendrée était suffisante pour aimanter chaque aimant jusqu'à saturation.
Il est à remarquer que par cette méthode d'aimantation de l'aimant avec son propre induit, on obtient la concentration de flux la plus efficaace. Le fait que les espaces inter- polaires de l'aimant de champ sont étaablis pour que le flux @de fuite de l'induit soit réduit,
rend l'induit capable d'aimanter de façon efficace l'aimant permanent.
Les courbes caractéristiques représentées aux fig. 5, 6 M 7 ont été obtenues au moyen de la machine mise en circuit dans chaque cas avec une ampoule,de 6 volts, 6 watts.
On observera par la compaxai@son des cour- bes, représentées, aux fig. 5, 6 et 7 que dans les mêmes conditions, l'amplitude de réglage de voltage résultant de la .réaction d'induit est déterminée par le contour interpolaire de l'aimant encerclant l'induit.
Avec un aimant ayant un trou circulaire lisse, comme le montre fig. 1, l'effet de réaction est au maxi- mum, ce qui -est dû, d'après ce que l'on pense, au fait que,
dans ces conditions le maximum de flux de réaction d'induit est obligé de passer à travers l'aimant encerclant l'induit et de réduire ainsi l'effet inducteur du flux de l'aimant permanent.
Lorsque l'aimant en- cérclamt l'induit est pourvu d'espaces inter- polaires arqués comme le montrent les fig. 3 et 4, la réaction d'induit est moins efficace comme moyen de .réglage du voltage;
en con- séquence, dans les limites d'une machine -don née, la caractéristique vol bage/vites@se sous une charge donnée peut être déterminée comme c'est nécessaire par la, détermination de la forme @du contour interpolaire de l'aimant per- xnanent encerclant l'induit.
Dans le cas de l'aimant a, représenté à la fig. 1, ayant un trou circulaire lisse, l'ef fet de réaction était tellement intense qu'à pleine charge l'aimant subisisait une démagné- tisation permanente et une perte de définition des pôles ou un déplacement des pôles. Cet état n'a pas été rencontré dans le cas
dies aimants .représentés aux fig. 3 et 4 et il a été constaté qu'entre . la, première condition extrême, dans laquelle l'effet -de réaction dé magnétise l'aimant, et l'état extrême opposé, dans lequel l'effet de réaction a très peu d'in fluence pour le réglage du voltage, on peut déterminer un état dans lequel les,
caracté- ristiques de débit obtenues conviennent au but requis.
L'aimant de champ. représenté aux fig. 8 -et 9 montre une forme pratique d'un aimant pour une dynamo multipolaire à faible vi tesse présentant les oamaictéristiques déorites ci-dessus.
La fig.10 montre un diagramme théorique du flux de l'induit. Les lignes du flux ma- gnétique qui sent représentées sont obtenues, sï l'on suppose qu'elles restent dans l'air. A partir des centres des pôles, on a représenté les lignes de division ,radiales X, tandis que
représente le trajet moyen du flux isisu de chaque demi-pôle. B représente le trajet moyen du flux issu du quart de pôle exté rieur, c'est-à-dire le trajet moyen du flux compris entre le centre- @du demi-pôle et 1a pointe du pôle;
B est la limite de conforma, Lion pour le contour de l'espace interpolaire de l'aimant inducteur au :
delà de laquelle le réglage -de la caractéristique voltage/vitesse est insuffisant. La partie hâchurée entre l'alé sage d'induit et cette ligne B représente la surface dans laquelle la forme interpolaire ,
devra être choisie pour obtenir la camactéris- tique désirée. La ligne C re- présente une forme interpolaire convenable pour l'aiment de champ, -cette ligne étant dans la partie hâchurée. '
En explication des résultats obtenus en pratique et tels qu'ils sont représentés aux graphiques, on a avancé la théorie, comme on l'a spécifié ci,dessus, que plus est petit l'espace d'air formé dans la surface hâchurée, plus le flux de réaction d'induit peut neutralmer le flux de l'aimant permanent ou s'opposer à celui-ci au lieu ode passer p,
ar l'espace d'air de l'espace interpolaire, -et plus cet induit est capable de réaction pour agir sur la caracté ristique voltage/vitesse.
Il est à remarquer,,en -outre, que les pôles relativement étroits dans l'aimant de la, fig. 4 sont adoptés pour réduire au minimum. la distorsion du trajet de flux due à la rotation de l'induit.
Il est suggéré que plus les, pôles sont concentrés, plus est petite la pertuTba- tion dans l'aimant inducteur due à la réaction d'induit.
L'étendue à laquelle la surface des pôles peut être réduite est limitée toutefois par des considérations .de densité de flux dans l'entrefer, qui à son tour affecte le débit.
La forme de feuillage de l'induit repré- sentée est un compromis en ce qui concerne la longueur de la pointe de pâle; la pointe de pôle doit., d'une part, être aussi longue que possible pour former pont entre les pôles et éviter l'ouverture du circuit magnétique de l'aimant, mais, d'autre part, sa longueur doit être réduite pour faciliter l'enroulement à la machine.
En pratique, l'induit ne forme pas nécessairement pont sur les pointes po- laires mais la, matière de l'aimant est de force coercitive tellement élevée qu'il n'y a pas de perte appréciable provenant de l'ouverture de ce circuit magnétique.