Moteur synchrone à démarrage par répulsion à conducteurs lamellaires et à entrefer plan Le démarrage des moteurs synchrones classiques s'effectue soit en les lançant à l'aide d'un moteur auxiliaire, tel que par exemple un moteur asyn chrone synchronisé, soit en asynchrone à tension réduite, avec l'emploi d'autotransformateurs. Le mo teur synchrone accroche lorsqu'il arrive au voisinage de sa vitesse de synchronisme.
Ces méthodes de démarrage nécessitent donc l'emploi d'un certain appareillage supplémentaire, ce qui augmente le coût de l'installation; en outre le couple de démarrage est généralement réduit.
La présente invention a pour objet un moteur synchrone qui peut être mono ou polyphasé et qui comprend un bobinage d'induit à conducteurs. lamel laires et qui présente un entrefer plan, ce moteur étant transformé pour son démarrage en moteur à répul sion, de sorte que le démarrage ne nécessite pas d'appareillage spécial.
On sait que le moteur à répulsion classique est composé d'un primaire (ou inducteur) généralement constitué par des enroulements répartis et d'un secon daire (ou induit), analogue à l'induit d'une dynamo, avec un collecteur portant des balais en court-cir cuit, la ligne de ces balais étant décalée d'un certain angle, généralement d'environ 200, par rapport à l'axe des pôles. Le moteur à répulsion est carac térisé par un couple maximum au démarrage.
Le moteur synchrone suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bobi nage supplémentaire à conducteurs lamellaires plats du type à courant continu, fixé sur une face du cir cuit magnétique de l'inducteur, des balais décalés par rapport aux pôles du bobinage de l'induit et réunis électriquement de manière à court-circuiter les spires dudit bobinage supplémentaire lors du démarrage du moteur qui fonctionne alors en Mo teur à répulsion,
et des moyens pour déplacer les dits balais au voisinage de la vitesse de synchronisme du moteur de manière à les écarter dudit bobinage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une demi-coupe axiale du moteur. La fig. 2 est une vue partielle en coupe suivant l'axe II de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue partielle en coupe suivant l'axe III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe suivant l'axe IV de la fig. 1.
Aux fig. 1 et 2, le moteur comporte un inducteur statorique dont le circuit magnétique comprend un anneau 1 en matériau magnétique doux, à Finté- rieur duquel sont noyées des pastilles 2, en maté riau magnétique dur, aimantées alternativement Nord et Sud. Un anneau 3, en fer magnétique doux, forme la culasse du -circuit; un autre anneau 4, en ma tériau magnétique doux, fait face à l'anneau 1, avec un entrefer entre les deux, et sert de culasse magné tique de fermeture du flux.
Un circuit électrique 5, sous forme d'un disque isolant sur lequel a été formé, par des procédés connus, un bobinage lamellaire plat, par exemple du type ondulé-série utilisé dans les moteurs à cou rant continu, est fixé sur la face interne du circuit magnétique 1, par exemple par collage ou par tout autre procédé connu.
Un rotor 6, constitué par un disque isolant com portant un bobinage approprié à conducteurs lamel laires et formant l'induit du moteur synchrone, peut tourner dans l'entrefer entre l'anneau magnétique 1 et la culasse 4. Ce rotor est solidaire d'un moyeu 7, calé sur l'arbre 8 supporté par des paliers 9 à roulements à billes par exemple, solidaires des flas ques 10 et 11 qui forment le boitier du moteur.
L'induit est alimenté par l'intermédiaire de ba gues 12, représentées aux fig. 1 et 3, fixées sur un anneau isolant 13 solidaire du moyeu 7 et reliées par des connexions 14 au bobinage du rotor 6. Des balais fixes 15, raccordés au réseau d'alimentation, amènent le courant aux bagues 12. Les spires. de l'enroulement du circuit 5 sont court-circuitées par des balais 16 solidaires d'un coupleur centrifuge 17 et reliés par des connexions 18 à la masse métallique de ce dernier.
Ce coupleur, de construction connue, est entraîné en rotation par le moyeu 7 du rotor, sur lequel il peut coulisser axialement.
La position des balais 16 est telle que leur ligne est décalée d'un angle optimum par rapport aux pôles.
Un passage est prévu dans le moyeu 7 et le disque du rotor 6 pour permettre un coulissement axial des balais 16.
Au démarrage, ces balais sont en contact avec les lamelles du bobinage du circuit 5, grâce à l'ac tion de ressorts 19 agissant sur le coupleur 17. Lorsque le moteur atteint sa vitesse de synchronisme, la force centrifuge développée, qui se trouve alors supérieure à l'effort exercé sur le coupleur par les ressorts 19, fait coulisser ce dernier sur le moyeu 7 et élimine ainsi le contact des balais 16 sur le bobi nage du circuit 5, le déplacement du coupleur étant supérieur à la course de compression du ressort de ces balais.
Le fonctionnement du moteur est le suivant: L'enroulement 6 joue au démarrage le rôle du primaire d'un moteur à répulsion; le flux qu'il crée dans l'entrefer induit un courant dans le secondaire 5. Les flux inducteur et induit étant en quasi-oppo- sition, les deux pôles voisins de l'inducteur et de l'induit sont des pôles. du même nom, passant par leur induction maximum sensiblement au même mo ment et se repoussant. Le couple est maximum au démarrage et permet donc un démarrage facile du moteur.
A la vitesse de synchronisme, lorsque les balais de court-circuitage 16 sont éliminés du circuit 5, le moteur continue à tourner en moteur synchrone, le champ fixe créé par les pastilles magnétiques 2 de l'anneau 1 permettant l'accrochage, comme dans les moteurs conventionnels.
L'exemple ci-dessus est un moteur monophasé; cependant une disposition analogue reste valable également dans le cas d'un moteur synchrone poly phasé.
On pourrait bien entendu modifier la forme ou la position de certaines pièces constituant le mo teur, en particulier en rendant l'inducteur du mo teur synchrone mobile et son induit fixe, la liaison entre le coupleur centrifuge et les balais court-cir- cuiteurs étant dans ce cas aménagée en conséquence.
Synchronous motor with repulsion starting with lamellar conductors and with a flat air gap Conventional synchronous motors are started either by starting them using an auxiliary motor, such as for example a synchronized asynchronous asynchronous motor, or by asynchronous with reduced voltage, with the use of autotransformers. The synchronous motor hangs up when it comes close to its synchronous speed.
These starting methods therefore require the use of some additional equipment, which increases the cost of the installation; furthermore, the starting torque is generally reduced.
The present invention relates to a synchronous motor which can be single or polyphase and which comprises an armature winding with conductors. lamellae and which has a flat air gap, this engine being transformed for starting into a repulsion engine, so that starting does not require special equipment.
We know that the conventional repulsion motor is composed of a primary (or inductor) generally constituted by distributed windings and of a secondary (or armature), similar to the armature of a dynamo, with a collector carrying brushes in short-circuit fired, the line of these brushes being offset by a certain angle, generally about 200, with respect to the axis of the poles. The repulsion motor is charac terized by maximum starting torque.
The synchronous motor according to the invention is characterized in that it further comprises an additional winding with flat lamellar conductors of the direct current type, fixed to one face of the magnetic circuit of the inductor, brushes offset with respect to the poles of the armature winding and electrically united so as to short-circuit the turns of said additional winding when starting the motor which then operates as a repulsion motor,
and means for moving said brushes in the vicinity of the synchronous speed of the motor so as to separate them from said winding.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. 1 is an axial half-section of the engine. Fig. 2 is a partial sectional view along the axis II of FIG. 1.
Fig. 3 is a partial sectional view along the axis III of FIG. 1.
Fig. 4 is a partial sectional view along the axis IV of FIG. 1.
In fig. 1 and 2, the motor comprises a stator inductor, the magnetic circuit of which comprises a ring 1 of soft magnetic material, inside which are embedded pellets 2, of hard magnetic material, magnetized alternately North and South. A ring 3, made of soft magnetic iron, forms the yoke of the circuit; another ring 4, made of soft magnetic material, faces the ring 1, with an air gap between the two, and serves as a magnetic yoke for closing the flux.
An electric circuit 5, in the form of an insulating disc on which has been formed, by known methods, a flat lamellar coil, for example of the corrugated-series type used in direct current motors, is fixed on the internal face. of the magnetic circuit 1, for example by gluing or by any other known method.
A rotor 6, consisting of an insulating disc comprising a suitable winding with lamellar conductors and forming the armature of the synchronous motor, can rotate in the air gap between the magnetic ring 1 and the yoke 4. This rotor is integral with a hub 7, wedged on the shaft 8 supported by bearings 9 with ball bearings for example, integral with the flanges 10 and 11 which form the motor housing.
The armature is supplied by means of bars 12, shown in FIGS. 1 and 3, fixed on an insulating ring 13 integral with the hub 7 and connected by connections 14 to the winding of the rotor 6. Fixed brushes 15, connected to the supply network, bring the current to the rings 12. The turns. of the winding of circuit 5 are short-circuited by brushes 16 integral with a centrifugal coupler 17 and connected by connections 18 to the metal mass of the latter.
This coupler, of known construction, is driven in rotation by the hub 7 of the rotor, on which it can slide axially.
The position of the brushes 16 is such that their line is offset by an optimum angle with respect to the poles.
A passage is provided in the hub 7 and the rotor disk 6 to allow axial sliding of the brushes 16.
When starting, these brushes are in contact with the blades of the winding of circuit 5, thanks to the action of springs 19 acting on the coupler 17. When the motor reaches its synchronous speed, the centrifugal force developed, which is then found greater than the force exerted on the coupler by the springs 19, causes the latter to slide on the hub 7 and thus eliminates the contact of the brushes 16 on the coil of the circuit 5, the displacement of the coupler being greater than the compression stroke of the spring from these brushes.
The operation of the motor is as follows: The winding 6 plays the role of the primary of a repulsion motor when starting; the flux which it creates in the air gap induces a current in the secondary 5. The inductor and induced flux being in quasi-opposition, the two neighboring poles of the inductor and the armature are poles. of the same name, passing through their maximum induction at approximately the same time and repelling each other. The torque is maximum at start-up and therefore allows easy starting of the engine.
At the synchronous speed, when the short-circuiting brushes 16 are eliminated from circuit 5, the motor continues to run as a synchronous motor, the fixed field created by the magnetic pads 2 of ring 1 allowing latching, as in conventional engines.
The example above is a single phase motor; however, a similar arrangement also remains valid in the case of a poly-phased synchronous motor.
One could of course modify the shape or the position of certain parts constituting the motor, in particular by making the inductor of the synchronous motor mobile and its fixed armature, the connection between the centrifugal coupler and the short-circuiting brushes being in this case arranged accordingly.