Dispositif de centrage du rotor d'une machine tournante La présente invention concerne un dispositif de centrage du rotor d'une machine tournante.
On connaît déjà des dispositifs de centrage fai sant appel à un flux magnétique pour maintenir un rotor coaxial à un organe magnétique inducteur de centrage fixe. Cependant les différentes solutions proposées ne permettent pas d'obtenir un centrage rigoureux.
La présente invention vise à réaliser un disposi tif de centrage qui assure le maintien rigoureuse ment coaxial du rotor par rapport à l'axe de l'organe magnétique de centrage.
La présente invention a pour objet un dispositif de centrage du rotor d'une machine tournante, com prenant un organe magnétique inducteur de centrage, coaxial et adjacent au rotor, des moyens pour pro duire un flux magnétique dans cet organe magnéti que inducteur de centrage, lequel comporte, sur sa face transversale qui est voisine du rotor, des pièces polaires constituées par deux couronnes concentri ques, à savoir une couronne intérieure et une cou ronne extérieure, et un organe magnétique porté par la face transversale du rotor qui fait face audit organe magnétique inducteur de centrage, cet organe magnétique comportant deux couronnes concentri ques intérieure et extérieure disposées en regard des couronnes polaires correspondantes de l'organe magnétique inducteur de centrage,
caractérisé en ce que chacune des couronnes de l'organe magnétique inducteur de centrage et de l'organe magnétique du rotor est constituée par plusieurs nervures concen triques terminées par des arêtes vives, de manière que le flux magnétique produit dans l'organe magné tique inducteur de centrage se ferme par l'organe magnétique du rotor et assure le maintien du rotor centré sur l'axe de l'organe magnétique inducteur de centrage.
Pour équilibrer et compenser la force d'attrac tion axiale exercée par l'organe magnétique induc teur de centrage sur le rotor, on peut prévoir un organe magnétique inducteur auxiliaire exerçant sur ce rotor une force axiale opposée à celle exercée par l'organe magnétique inducteur de centrage.
Les flux magnétiques produits dans les circuits magnétiques inducteurs de centrage et auxiliaires peuvent être produits soit par des aimants perma nents, soit par des électro-aimants.
Le dispositif selon l'invention permet de suppri mer, dans une machine tournante, l'arbre portant le rotor ainsi que les paliers de centrage de cet arbre.
Le dispositif selon l'invention peut être notam ment utilisé pour transmettre un couple entre le rotor et un arbre menant ou mené.
Dans ce cas, la transmission du couple entre l'arbre et le rotor peut se faire à travers une paroi étanche, le rotor menant ou mené étant disposé dans une enceinte rigoureusement hermétique, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir pour ce rotor des paliers, leur graissage, ni des dispositifs d'étan chéité sur l'arbre du rotor puisque celui-ci est supprimé.
D'autre part, dans toutes les formes d'exécution, la suppression de l'arbre portant le rotor et de ses paliers peut conduire à une réduction sensible du volume total de la machine, ce qui peut, dans cer tains cas, être un avantage appréciable.
On décrira ci-après, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation de la présente invention en se référant au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un coupleur électromagnétique.
La fig. 2 est une demi-vue en élévation du rotor mené du coupleur suivant la fig. 1. La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale d'un autre coupleur électromagnétique.
La fig. 4 est une demi-vue en élévation du rotor mené du coupleur suivant la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale partielle, à plus grande échelle, du coupleur suivant la fig. 3, le rotor mené étant supposé être excentré par rapport au rotor menant.
La fig. 6 est une vue en perspective des rotors menant et mené et de l'organe inducteur fixe du coupleur suivant la fig. 3, ces éléments étant coupés par un plan diamétral.
Le coupleur électromagnétique représenté sur les fig. 1 et 2 comprend essentiellement un arbre mo teur 1, dont est solidaire un rotor menant 2, et un rotor mené flottant 3, dont est solidaire un organe de travail 4 de la machine entraînée. Dans l'exemple considéré, cet organe de travail est une roue de compresseur. Le rotor mené 3 et la roue de com presseur 4 sont disposés dans une enceinte herméti que 5 délimitée par une enveloppe 35 et séparée d'une enceinte 6, dans laquelle se trouve le rotor menant 2, par une cloison étanche 7.
L'arbre menant 1 est solidaire d'un collet de butée 8, qui transmet à un palier 9 les poussées axiales auxquelles est soumis l'arbre 1. Cet arbre 1 est d'autre part guidé par un second palier radial 10, les paliers 9 et 10 étant montés dans une enveloppe 11, dans laquelle est logé le rotor menant 2. L'enve loppe 11 porte un organe magnétique inducteur annulaire 12, à section en U, dans lequel est logé un enroulement inducteur fixe 13 produisant un flux magnétique ( servant à la transmission du couple entre le rotor menant 2 et le rotor mené 3.
Le rotor menant 2 présente un premier ensemble de dents 14, disposées suivant une couronne extérieure, et un second ensemble de dents 15 disposées sui vant une couronne intérieure. Les couronnes de dents extérieures 14 et intérieures 15 sont séparées par une entretoise annulaire en matière amagnéti- que 16.
Le rotor mené 3 comprend, de l'autre côté de la cloison étanche 7 et en regard du rotor menant 2, un premier organe magnétique annulaire 17 présen tant une couronne de dents extérieures 18 et une couronne de dents intérieures 19. Les couronnes de dents extérieures 18 et 14 d'une part, et intérieures 19 et 15 d'autre part, sont respectivement disposées en regard les unes des autres de chaque côté de la cloison étanche 7.
Le coupleur décrit à titre d'exemple étant du type synchrone, les dents 14 et 15 du rotor menant 2 sont en nombre égal au nombre de dents 18 et 19 du rotor mené 3. Il est évident que l'on peut envisa ger de la même façon de réaliser un coupleur asyn chrone en prévoyant des nombres de dents diffé rents sur les rotors menant et mené.
Le rotor mené 3 porte un second organe magné tique annulaire 21, coaxial au premier, cet organe magnétique 21 coopérant avec un organe inducteur magnétique de centrage 22. L'organe magnétique in ducteur de centrage 22 est porté par une partie 23 de l'enveloppe extérieure de la machine et comprend essentiellement deux anneaux en matière magnétique 24 et 25 réunis par une entretoise annulaire 26 en matière amagnétique, un enroulement inducteur an nulaire 27 étant logé entre les anneaux 24 et 25.
Ces anneaux 24 et 25 présentent respectivement, sur leurs faces transversales qui font face au rotor mené 3, des couronnes polaires extérieure 28 et inté rieure 29. La couronne polaire extérieure 28 est constituée par deux nervures circulaires présentant des arêtes vives, tandis que de la même manière la couronne polaire intérieure 29 est constituée par trois nervures circulaires à arêtes vives.
De la même façon, le second organe magnétique 21 du rotor mené 3 présente deux couronnes, à savoir une couronne extérieure 31 et une couronne intérieure 32. Ces couronnes 31 et 32 sont comme précédemment constituées respectivement par deux et trois nervures circulaires à arêtes vives. Les ner vures des couronnes 31 et 32 ont les mêmes diamè tres, les mêmes pas et la même répartition que les nervures des couronnes correspondantes 28 et 29 et leur font face.
Le centrage du rotor mené 3 est obtenu par l'ali mentation de l'enroulement inducteur 27, lequel produit un flux magnétique 4)1. Ce flux magnétique #)1 se ferme à travers les anneaux 24 et 25, le second organe magnétique 21 du rotor 3 et la partie 23 de l'enveloppe extérieure de la machine.
Le flux qDl est concentré dans les nervures constituant les différen tes couronnes extérieures 28 et 31 et intérieures 29 et 32 et assure de ce fait une mise en position très précise du rotor mené 3 par rapport à l'axe longi tudinal X-X de la machine, position pour laquelle la réluctance de l'ensemble du circuit magnétique de centrage est minimale.
Le nombre de nervures des couronnes intérieure et extérieure est différent car il est nécessaire que la section de passage offerte au flux magnétique soit constante tout le long du trajet de ce flux.
Le second organe magnétique 21 du rotor mené 3 présente en outre à sa périphérie une jupe cylin drique 33, qui repose par sa face transversale sur une surface d'appui annulaire plane 34 prévue dans l'enveloppe 35 abritant le rotor mené 3. Suivant d'autres variantes de réalisation, cette surface d'appui pourrait être conique ou sphérique.
Par suite des forces d'attraction axiales dues aux flux magnétiques q) et (P1, le rotor mené 3 exerce une pression sur la surface 34. Pour régler à volonté cette pression, on a prévu un organe magnétique inducteur auxiliaire 36 constitué par une cuirasse annulaire 37, à l'intérieur de laquelle est logé un enroulement inducteur 38 alimenté en courant conti nu ou redressé. Le rotor mené 3 porte d'autre part un anneau continu 39, en métal magnétique.
Le flux (P. engendré par l'organe magnétique inducteur auxiliaire 36 se ferme dans l'anneau continu 39, si bien que ce dernier est soumis à une force d'attrac tion axiale en direction de cet organe inducteur 36. Cette force d'attraction axiale peut donc être réglée à volonté, par variation de l'excitation de l'enroule ment inducteur 38, de manière à équilibrer en partie la pression exercée par le rotor mené 3 sur la surface d'appui 34.
Sur les fig. 3 à 6 est représenté un autre coupleur électromagnétique, dans lequel le flux magnétique produit par le circuit magnétique inducteur de cen trage sert également à la transmission du couple entre le rotor menant 42 et le rotor mené flottant 43. Dans cette forme de réalisation, les éléments similaires à ceux du coupleur des fig. 1 et 2 portent les mêmes nombres de référence.
Sur la fig. 3, l'arbre moteur 1 du coupleur porte un plateau 41, qui est claveté à une extrémité et sur lequel sont fixés deux anneaux rotoriques coaxiaux 44 et 45, en métal magnétique, réunis par une entretoise annulaire amagnétique 46. Les éléments 41, 44, 45 et 46 cons tituent le rotor menant 42 et dans l'espace annulaire compris entre les anneaux 44 et 45 est logé l'organe magnétique annulaire fixe 12, porté par l'enveloppe 11 de la machine, et comprenant à l'intérieur l'enrou lement inducteur 13.
Comme dans le premier exemple précédemment décrit, le rotor mené 43 est solidaire de l'organe de travail 4 de la machine et est disposé dans; une enceinte hermétique 5, laquelle est délimitée par une enveloppe 48 et une cloison étanche de séparation 47.
Le rotor mené 43 comprend un seul organe magnétique 49 constitué par un plateau annulaire, dont le diamètre est grand par rapport à la hauteur et sur lequel est fixé l'organe de travail de la machine.
L'organe magnétique 49 présente deux ensembles de dents extérieures 50 et intérieures 51 disposées suivant deux couronnes concentriques à l'axe longi tudinal Y-Y du rotor. Les dents 50 et 51 résultent du découpage, au moyen d'incisions radiales, de couronnes continues analogues aux couronnes exté rieure 31 et intérieure 32 du rotor mené 3 du cou pleur des fig. 1 et 2. Chaque dent 50 de la couronne extérieure est constituée par deux nervures concen triques, à arêtes vives, et, de même, chaque dent 51 de la couronne intérieure est constituée par trois nervures concentriques, également à arêtes vives.
Les dents extérieures 50 et intérieures 51 sont disposées par paires suivant des rayons formant entre eux un angle constant, la somme des longueurs des arcs que constituent les nervures d'une dent extérieure 50 étant égale à la somme des longueurs des arcs que constituent les nervures de la dent intérieure 51 disposée suivant le même rayon. On obtient ainsi une section constante pour le passage du flux magnéti que ( 3.
Le rotor menant 42 est constitué, de l'autre côté de la cloison étanche 47, de la même façon que le rotor mené 49. Les anneaux 44 et 45 sont prolon- gés par des dents polaires disposées respectivement suivant des couronnes extérieure et intérieure. Les dents extérieures 52 et intérieures 53 sont réalisées de la même façon que les dents correspondantes 50 et 51 du rotor mené 43.
Dans cette forme de réalisation, le flux magnétique 03 produit par l'enrou- lëment inducteur 13 se ferme à travers les anneaux rotoriques 44, 45 et l'organe magnétique 49, en étant concentré dans les nervures des dents intérieu res 53, 51 et extérieures 52, 50.
En fonctionnement, la position du rotor mené 43 est celle qui fournit la réluctance minimale du circuit magnétique, c'est-à-dire celle pour laquelle les arêtes des nervures des dents 50-53 sont disposées en regard les unes des autres. L'axe de rotation du rotor mené 43 est ainsi déterminé par la liaison magnétique avec le rotor menant 42, l'axe de ce rotor menant étant défini matériellement par les paliers 9 et 10.
D'autre part, la coïncidence respective des dents 50, 51 avec les dents 52, 53 définit la position de réluctance minimale, à laquelle correspond le couple de transmission synchrone qui est fonction, pour des dimensions données, de l'intensité d'excitation de l'enroulement inducteur 13.
On peut encore dire que le circuit magnétique ainsi constitué présente une réluctance<U>minim</U>ale lorsque trois conditions sont remplies à savoir 1. Coïncidence de l'axe Y-Y du rotor mené 43 avec l'axe X-X du rotor menant 42.
2. Disposition en regard les unes des autres, des deux côtés de la cloison 47, d'une part des dents 50 et 52 et d'autre part des dents 51 et 53.
3. Distance minimale a (fig. 6) entre les arêtes des dents en regard.
La paroi étanche 47 disposée entre les rotors menant et mené étant constituée en une matière amagnétique et mauvaise conductrice de l'électricité, dès que l'on alimente l'enroulement d'excitation 13, le flux magnétique (1)3 s'établit en empruntant les zones les plus perméables.
Pour que la réluctance du circuit magnétique soit minimale, il faut que les axes X-X du rotor menant 42 et Y-Y du rotor mené 43 cdincident. Si un écart e (fig. 5) tend à se pro duire entre les axes X-X et Y-Y, des forces de rappel magnétiques FO et Fl sollicitent respective ment les rotors 43 et 42 et tendent de toute façon à rétablir la coïncidence des axes X-X et Y-Y.
Comme dans la forme de réalisation des fig. 1 et 2, un organe magnétique inducteur auxiliaire 36 est prévu pour créer un flux magnétique ( 2 contre balançant l'attraction axiale exercée par le circuit magnétique inducteur de centrage sur le rotor mené 43.
Dans toutes les formes de réalisation, le rotor mené 3 ou 43 tourne en étant centré sur les paliers 9 et 10, mais sans liaison matérielle avec ceux-ci, le couple d'entraînement étant fonction du courant d'excitation dans l'enroulement inducteur 13. Le rotor mené 43 peut par conséquent tourner à l'intérieur d'une ambiance quelconque en étant com plètement isolé du milieu extérieur. Les paliers de centrage du rotor 43 sont en fait constitués par les paliers extérieurs de l'arbre moteur 1.
Dans une variante, les rôles des rotors peuvent être inversés, le rotor flottant étant alors le rotor d'une turbine et entraînant le rotor mené solidaire d'une générarice. De même, bien que l'on ait prévu, pour le dispositif de transmission du couple, un entre- fer plan, il est évident que l'on pourrait réaliser ce dispositif de transmission de la même façon au moyen d'un entrefer cylindrique.
Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, l'organe magnétique 17 portant les dents 18 et 19 pourrait être remplacé par un simple plateau continu recouvert d'une pellicule conductrice, l'entrainement se faisant alors par l'intermédiaire des courants de Foucault produits dans cette pellicule.
On peut prévoir, pour les nervures constituant les différentes dents et couronnes, des profils diffé rents, la condition essentielle à respecter étant que ces nervures soient terminées par des arêtes vives pour assurer une mise en position très précise des deux rotors l'un par rapport à l'autre.
Device for centering the rotor of a rotating machine The present invention relates to a device for centering the rotor of a rotating machine.
Centering devices are already known which make use of a magnetic flux to maintain a rotor coaxial with a fixed centering inducing magnetic member. However, the various solutions proposed do not make it possible to obtain a rigorous centering.
The present invention aims to provide a centering device which ensures that the rotor is kept strictly coaxial with respect to the axis of the magnetic centering member.
The present invention relates to a device for centering the rotor of a rotating machine, comprising a centering inducing magnetic member, coaxial and adjacent to the rotor, means for producing a magnetic flux in this centering inducing magnet member, which comprises, on its transverse face which is adjacent to the rotor, pole pieces constituted by two concentric rings, namely an inner ring and an outer ring, and a magnetic member carried by the transverse face of the rotor which faces said member magnetic centering inductor, this magnetic member comprising two inner and outer concentric rings arranged opposite the corresponding pole rings of the magnetic centering inductor member,
characterized in that each of the rings of the magnetic centering inducing member and of the magnetic member of the rotor is constituted by several concentric ribs terminated by sharp edges, so that the magnetic flux produced in the magnetic inducing member centering device is closed by the magnetic member of the rotor and maintains the rotor centered on the axis of the inducing magnetic centering member.
In order to balance and compensate for the axial attraction force exerted by the centering magnetic inductor member on the rotor, an auxiliary inductor magnetic member can be provided exerting on this rotor an axial force opposite to that exerted by the inductive magnetic member centering.
The magnetic fluxes produced in the centering and auxiliary inductor magnetic circuits can be produced either by permanent magnets or by electromagnets.
The device according to the invention makes it possible to eliminate, in a rotating machine, the shaft carrying the rotor as well as the centering bearings of this shaft.
The device according to the invention can be used in particular to transmit a torque between the rotor and a driving or driven shaft.
In this case, the transmission of the torque between the shaft and the rotor can take place through a sealed wall, the driving or driven rotor being placed in a strictly hermetic enclosure, so that it is not necessary to provide for this rotor bearings, their lubrication, or sealing devices on the rotor shaft since the latter is removed.
On the other hand, in all embodiments, the elimination of the shaft carrying the rotor and its bearings can lead to a significant reduction in the total volume of the machine, which can, in certain cases, be a appreciable advantage.
Various embodiments of the present invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a view in longitudinal section of an electromagnetic coupler.
Fig. 2 is a half-elevation view of the driven rotor of the coupler according to FIG. 1. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another electromagnetic coupler.
Fig. 4 is a half-elevation view of the driven rotor of the coupler according to FIG. 3.
Fig. 5 is a partial longitudinal sectional view, on a larger scale, of the coupler according to FIG. 3, the driven rotor being assumed to be eccentric with respect to the driving rotor.
Fig. 6 is a perspective view of the driving and driven rotors and of the fixed inductor member of the coupler according to FIG. 3, these elements being cut by a diametral plane.
The electromagnetic coupler shown in Figs. 1 and 2 essentially comprises a motor shaft 1, of which is integral a driving rotor 2, and a floating driven rotor 3, of which is integral a working member 4 of the driven machine. In the example considered, this working member is a compressor wheel. The driven rotor 3 and the compressor wheel 4 are arranged in a hermetic enclosure 5 delimited by a casing 35 and separated from an enclosure 6, in which the driving rotor 2 is located, by a sealed partition 7.
The driving shaft 1 is integral with a thrust collar 8, which transmits to a bearing 9 the axial thrusts to which the shaft 1 is subjected. This shaft 1 is also guided by a second radial bearing 10, the bearings 9 and 10 being mounted in a casing 11, in which is housed the driving rotor 2. The casing 11 carries an annular magnetic inductor member 12, with a U-shaped section, in which is housed a fixed inductor winding 13 producing a magnetic flux. (used to transmit the torque between the driving rotor 2 and the driven rotor 3.
The driving rotor 2 has a first set of teeth 14, arranged along an outer ring, and a second set of teeth 15 disposed along an inner ring. The outer 14 and inner 15 tooth crowns are separated by an annular spacer of non-magnetic material 16.
The driven rotor 3 comprises, on the other side of the sealed partition 7 and facing the driving rotor 2, a first annular magnetic member 17 having a ring of outer teeth 18 and a ring of inner teeth 19. The rings of teeth exterior 18 and 14 on the one hand, and interior 19 and 15 on the other hand, are respectively arranged facing each other on each side of the watertight partition 7.
The coupler described by way of example being of the synchronous type, the teeth 14 and 15 of the driving rotor 2 are equal in number to the number of teeth 18 and 19 of the driven rotor 3. It is obvious that one can envisage same way of making an asynchronous coupler by providing different numbers of teeth on the driving and driven rotors.
The driven rotor 3 carries a second annular magnetic member 21, coaxial with the first, this magnetic member 21 cooperating with a magnetic centering inductor member 22. The centering inductor magnetic member 22 is carried by a part 23 of the casing exterior of the machine and essentially comprises two rings of magnetic material 24 and 25 joined by an annular spacer 26 of non-magnetic material, an annular inductor winding 27 being housed between the rings 24 and 25.
These rings 24 and 25 have respectively, on their transverse faces which face the driven rotor 3, outer 28 and inner 29 pole rings. The outer pole ring 28 is formed by two circular ribs having sharp edges, while in the same way, the inner pole ring 29 is formed by three circular ribs with sharp edges.
Likewise, the second magnetic member 21 of the driven rotor 3 has two rings, namely an outer ring 31 and an inner ring 32. These rings 31 and 32 are as previously formed respectively by two and three circular ribs with sharp edges. The ribs of the crowns 31 and 32 have the same diameters, the same pitches and the same distribution as the ribs of the corresponding crowns 28 and 29 and face them.
The centering of the driven rotor 3 is obtained by supplying the inductor winding 27, which produces a magnetic flux 4) 1. This magnetic flux #) 1 closes through the rings 24 and 25, the second magnetic member 21 of the rotor 3 and the part 23 of the outer casing of the machine.
The flow qDl is concentrated in the ribs constituting the various outer rings 28 and 31 and inner rings 29 and 32 and thereby ensures a very precise positioning of the driven rotor 3 with respect to the longitudinal axis XX of the machine, position for which the reluctance of the entire magnetic centering circuit is minimal.
The number of ribs of the inner and outer rings is different because it is necessary for the passage section offered to the magnetic flux to be constant throughout the path of this flux.
The second magnetic member 21 of the driven rotor 3 also has at its periphery a cylindrical skirt 33, which rests by its transverse face on a flat annular bearing surface 34 provided in the casing 35 housing the driven rotor 3. Next d other variant embodiments, this bearing surface could be conical or spherical.
As a result of the axial attraction forces due to the magnetic fluxes q) and (P1, the driven rotor 3 exerts a pressure on the surface 34. To adjust this pressure as desired, an auxiliary inducing magnetic member 36 is provided, consisting of a breastplate. annular 37, inside which is housed an inductor winding 38 supplied with direct or rectified current The driven rotor 3 also carries a continuous ring 39, made of magnetic metal.
The flux (P. generated by the auxiliary magnetic inductor member 36 closes in the continuous ring 39, so that the latter is subjected to an axial force of attraction in the direction of this inductor member 36. This force of Axial attraction can therefore be adjusted at will, by varying the excitation of the inductor winding 38, so as to partially balance the pressure exerted by the driven rotor 3 on the bearing surface 34.
In fig. 3 to 6 is shown another electromagnetic coupler, in which the magnetic flux produced by the centering inducing magnetic circuit also serves to transmit the torque between the driving rotor 42 and the floating driven rotor 43. In this embodiment, the elements similar to those of the coupler of FIGS. 1 and 2 have the same reference numbers.
In fig. 3, the motor shaft 1 of the coupler carries a plate 41, which is keyed at one end and on which are fixed two coaxial rotor rings 44 and 45, made of magnetic metal, joined by a non-magnetic annular spacer 46. The elements 41, 44 , 45 and 46 constitute the driving rotor 42 and in the annular space between the rings 44 and 45 is housed the fixed annular magnetic member 12, carried by the casing 11 of the machine, and comprising inside the inductor winding 13.
As in the first example described above, the driven rotor 43 is integral with the working member 4 of the machine and is arranged in; a hermetic enclosure 5, which is delimited by an envelope 48 and a watertight separation wall 47.
The driven rotor 43 comprises a single magnetic member 49 constituted by an annular plate, the diameter of which is large in relation to the height and on which the working member of the machine is fixed.
The magnetic member 49 has two sets of outer 50 and inner 51 teeth arranged in two rings concentric with the longitudinal axis Y-Y of the rotor. The teeth 50 and 51 result from cutting, by means of radial incisions, continuous crowns similar to the outer 31 and inner 32 crowns of the driven rotor 3 of the weeping neck of FIGS. 1 and 2. Each tooth 50 of the outer ring is formed by two concentric ribs, with sharp edges, and, likewise, each tooth 51 of the inner ring is formed by three concentric ribs, also with sharp edges.
The outer 50 and inner 51 teeth are arranged in pairs along radii forming between them a constant angle, the sum of the lengths of the arcs that constitute the ribs of an outer tooth 50 being equal to the sum of the lengths of the arcs that constitute the ribs. of the inner tooth 51 arranged along the same radius. We thus obtain a constant section for the passage of the magnetic flux (3.
The driving rotor 42 is formed, on the other side of the sealed partition 47, in the same way as the driven rotor 49. The rings 44 and 45 are extended by pole teeth arranged respectively along outer and inner rings. The outer 52 and inner 53 teeth are made in the same way as the corresponding teeth 50 and 51 of the driven rotor 43.
In this embodiment, the magnetic flux 03 produced by the inductor coil 13 closes through the rotor rings 44, 45 and the magnetic member 49, being concentrated in the ribs of the inner teeth 53, 51 and exterior 52, 50.
In operation, the position of the driven rotor 43 is that which provides the minimum reluctance of the magnetic circuit, that is to say that for which the ridges of the ribs of the teeth 50-53 are arranged opposite one another. The axis of rotation of the driven rotor 43 is thus determined by the magnetic connection with the driving rotor 42, the axis of this driving rotor being defined materially by the bearings 9 and 10.
On the other hand, the respective coincidence of teeth 50, 51 with teeth 52, 53 defines the minimum reluctance position, to which corresponds the synchronous transmission torque which is a function, for given dimensions, of the excitation intensity. of the inductor winding 13.
We can also say that the magnetic circuit thus formed has a <U> minim </U> ale reluctance when three conditions are met, namely 1. Coincidence of the YY axis of the driven rotor 43 with the XX axis of the driving rotor 42 .
2. Arrangement facing each other, on both sides of the partition 47, on the one hand teeth 50 and 52 and on the other hand teeth 51 and 53.
3. Minimum distance a (fig. 6) between the edges of the opposite teeth.
The sealed wall 47 arranged between the driving and driven rotors being made of a non-magnetic material and poor conductor of electricity, as soon as the excitation winding 13 is supplied, the magnetic flux (1) 3 is established in borrowing the most permeable areas.
For the reluctance of the magnetic circuit to be minimal, the X-X axes of the driving rotor 42 and Y-Y axes of the driven rotor 43 must have an incident. If a deviation e (fig. 5) tends to occur between the axes XX and YY, magnetic restoring forces FO and Fl respectively stress the rotors 43 and 42 and tend in any case to re-establish the coincidence of the axes XX and YY.
As in the embodiment of Figs. 1 and 2, an auxiliary inductor magnetic member 36 is provided to create a magnetic flux (2 counterbalancing the axial attraction exerted by the centering inductor magnetic circuit on the driven rotor 43.
In all the embodiments, the driven rotor 3 or 43 rotates while being centered on the bearings 9 and 10, but without material connection therewith, the driving torque being a function of the excitation current in the inductor winding 13. The driven rotor 43 can therefore rotate within any environment while being completely isolated from the external environment. The centering bearings of the rotor 43 are in fact formed by the outer bearings of the motor shaft 1.
In a variant, the roles of the rotors can be reversed, the floating rotor then being the rotor of a turbine and driving the driven rotor integral with a generator. Likewise, although a plane air gap has been provided for the torque transmission device, it is obvious that this transmission device could be produced in the same way by means of a cylindrical air gap.
In the embodiment of Figures 1 and 2, the magnetic member 17 carrying the teeth 18 and 19 could be replaced by a simple continuous plate covered with a conductive film, the drive then taking place via the currents of Foucault produced in this film.
Different profiles can be provided for the ribs constituting the various teeth and crowns, the essential condition to be observed being that these ribs are terminated by sharp edges to ensure very precise positioning of the two rotors relative to one another. to the other.