Brevet FR2026527A1 — publié le 19700918

La présente invention a trait à une réactance saturai»le comprenant un paquet statorique et un paquet rotorique, séparés par un entrefer, dans les encoches desquels sont logés lés enroulements respectifs, composés par un enroulement de stator parcou-5 ru par un courant alternatif, et au moins un enroulement de rotor parcouru par un courant unidirectionnel; le paquet rotorique est monté sur l'arbre commun, séparé du rotor du moteur et coaxial â celui-ci, tandis que le paquet statorique réalise un circuit magnétique en parallèle sur le circuit magnétique principal, l'en-10 roulement statorique de la réactance saturable étant formé par' le même enroulement statorique que celui du moteur. Le paquet statorique, formé par un paquet de tôles identiques à celles du stator du moteur, est monté de préférence de façon à être séparé du paquet statorique du moteur et coaxial à 15 celui-ci; mais il peut aussi bien être formé par le stator du moteur lui-même. Le paquet rotorique, selon le but poursuivi, peut se présenter soit attaché à la structure fixe -carcasse ou paquet statorique-; soit solidaire de l'arbre du moteur et tournant . 20 avec celui-ci; soit enfin, roulant libre sur l'arbre moteur. Dans les deux derniers cas, il est indispensable de prévoir des dispositifs pour la liaison électrique entre le circuit rotorique mobile et le circuit externe, fixe, d'alimentation. La réactance variable susdite est utilisable pour les 25 moteurs à induction, monophasés ou polyphasés, soit pour la régulation continue du flux utile, soit pour limiter les courants rotoriques de démarrage dans les moteurs à cage d'écureuil, en substitution des dispositifs actuels, employant des résistances, autotransformateurs et réactances saturables, constituées par des ' 50 noyaux transformatoriques, dont les enroulements principaux sont liés en série à la ligne d'alimentation et à l'enroulement de stator du moteur. Si le paquet rotorique est disposé de façon à ne pats être attaché à la structure fixe, la présente invention peut? 35 être utilisée pour la mise en phase du moteur; dans ce cas, le paquet rotorique présente un nombre de polarités magnétiques égale à celui du stator. Quand le paquet rotorique est disposé de façon à être solidaire de la structure fixe, l'invention peut être utilisée 40 comme démarreur limiteur de courant et régulateur de vitesse des 69 42950 2 2026527 moteurs couplés aux ventilateurs, aux pompes, où à d'autres machines dans lesquelles il existe une liaison non linéaire entre la puissance mécanique absorbée et le nombre des tours, le moteur pouvant e6re adapté aux caractéristiques des éléments 5 couplés (pourvu qu'il soit muni d'une réactance saturable). Lorsque le paquet rotorique est disposé de façon à être solidaire de 1'arbre du moteur, 1'invention peut être employée pour le réglage automatique de la vitesse du moteur, le paquet rotorique étant muni dans ce cas d'un minimum de deux enroule-10 ments, dont l'un possède un nombre différent de pôles et l'autre le même nombre de pôles que le stator de façon à être en mesure , de transmettre le signal. Les dessins ci-armexés illustrent l'invention, selon quelques formes non limitatives d'application. 15 La figure 1 est une section longitudinale partielle, montrant une disposition suivant laquelle les paquets statoriques sont séparés et le paquet rotorique est attaché au paquet statorique correspondant. La figure 2 est une section longitudinale partielle 20 montrant -une disposition à un seul paquet statorique. La figure 3 est une section transversale selon la ligne A-A des figures 1 et 2. La figure 4 est une section longitudinale partielle montrant une disposition suivant laquelle le paquet statorique est 25 solidaire à l'arbre du moteur. - . La figure 5 est une section longitudinale partielle montrant une disposition suivant laquelle le paquet rotorique est monté libre sur l'arbre du moteur. Le groupe représenté sur la figure 1 est formé par le 30 stator 1 d'un moteur et par le rotor 2 y associé, calé sur l'arbre 6, ainsi que par les paquets statorique 3 et rotorique 4 de la réactance saturable. On a indiqué en 31 l'entrefer entre les paquets 3 et 4 de la réactance, et e, 3" celui entre les paquets 1 et 2 du moteur. 35 Selon la présente forme d'exécution de l'invention, les paquets statoriques 1 et 3 du moteiap? et de la,réactance saturable, formés par des paquets de tôles identiques et fixés à la structure 5 de la machine, sont disposés côte à côte, mais séparés, et ont toutefois en commun l'enroulement 7 qui est raccordé à 40 une ligne d'alimentation et est parcouru par un courant alternatif. 69 42950 5 2026527 Le paquet rotorique 4 soutient les enroulements 9 rac-. cordés à l'extérieur par les conducteurs 10, sans que pour cela il soit nécessaire de prévoir des collecteurs à anneaux ou des dispositifs analogues, étant donné que le paquet 4 est lié au 5 paquet statorique correspondant 3. Par le numéro de référence 8 on a indiqué le circuit électrique du rotor 2 du moteur, ici représenté sous forme schématique . Sur la figure 2, on peut observer une deuxième forme de 10 construction du paquet statorique 1' qui regroupe en un seul circuit les circuits magnétiques statoriques du moteur et de la réactance saturable, réalisant ainsi une configuration unitaire. Le paquet rotorique 4 est, comme auparavant, solidaire au paquet statorique 1'. 15 La liaison susdite entre le paquet statorique 5 (ou même 11) et le paquet rotorique 4 illustré à la figure 3, peut être effectuée par moyen de rivets -13 de préférence en une matière non magnétique, insérés à intervalles réguliers le long de l'entrefer 3' par rivetage et blocage sur les surfaces en regard des 20 paquets 3 (ou même 1') et 4, dans le^.espaces libres entre les encoches 11 du paquet statorique 3, et les encoches 12 du paquet rotorique 4. Les figures 4 et 5 présentent encore deux modes de réalisation, l'un avec calage du paquet rotorique 4 sur l'arbre 6 25 (fig.4) et l'autre avec paquet rotorique libre sur l'arbre 6 (fig.5)« Dans le cas de ces deux dernières formes de construction on n'a pas représenté la disposition séparée des paquets statoriques 3 et 1, déjà décrite en détail ci-dessus (fig.1) mais il est bien entendu qu'une telle disposition pourrait éga-30 lement être adoptée pour les modes de réalisation des figs.4 et 5» Pour permettre la connection des enroulements 9 du paquet rotorique 4, il est ici nécessaire de prévoir des dispositifs spéciaux 14 comprenant un collecteur 14* et des contacts glissants 14", éventuellement disposés en deux paires ou plus, 35 selon l'intensité du courant parcourant les balais. Si on se réfère à la figure 4, représentant le paquet 4 calé sur l'arbre 6, le collecteur 14' est fixé à l'arbre 6 et les contacts glissants 14" sont attachés à la carcasse du moteur, - tandis que dans le cas du paquet 4 monté libre sur l'arbre 6 40 (fig.5)5 au moyen des roulements 15, le collecteur 14' est fixé 69 4-2950 2026527 au paquet 4-. L'alimentation du circuit rotorique est effectuée au moyen d'un générateur extérieur, ou ce qui est préférable, par liaison directe à la ligne d'alimentation du moteur lui-même, 5 des dispositifs connus de transformation et redressement du courant étant préalablement interposés. Le fonctionnement de l'invention est basé sur le principe selon lequel la limitation des courants rotoriques et courants statoriques du moteur y dérivés, ainsi que la variation de posi-10 tion du point de fonctionnement du moteur indiqué par la courbe ' des valeurs de vitesse et de couple, et la condition de mise en phase, peuvent être obtenus en agissant sur le circuit magnétique principal, causant ainsi des diminutions ou des accroissements du flux utile, par excitation et désexcitation du circuit 15 magnétique de la réactance saturable. copy 69 42950 5 2026527 REVENDICATIONS 1 - Réactance saturable pour moteurs à induction, caractérisée en ce qu'elle comprend un paquet statorique et un paquet rotorique, séparés par un entrefer, dans les encoches desquels sont logés des enroulements respectifs, â savoir un enrou- 5 lement statorique parcouru par un courant alternatif et au moins un enroulement rotorique parcouru par un courant unidirectionnel; le paquet rotorique est monté sur l'arbre commun, séparé du rotor du moteur et coaxial .à celui-ci, tandis que le paquet statorique réalise un circuit magnétique en parallèle sur le circuit 10 magnétique principal du moteur, l'enroulement statorique de la réactance saturable étant constitué par le même enroulement statorique que- celui du moteur. 2 - Réactance saturable, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le paquet statorique constitue une unité 15 séparée du stator du moteur, le paquet statorique de la réactance étant réalisé selon un paquet de tôles magnétiques identiques à celles qui constituent le stator du moteur à induction normal. 5 - Réactance saturable, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le paquet statorique forme un ensemble 20 avec le stator du moteiir. 4 - Réactance saturable, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le paquet rotorique est calé sur l'arbre du noteux. 5 - Réactance saturable, selon la revendication 1, 25 caractérisée en ce que le paquet rotorique est monté libre sur l'arbre moteur. 6 - Réactance saturable, selon la revendication 5S caractérisée par le fait que le circuit électro-magnétique rotorique présente le même nombre de pôles que le stator. 50 7 - Eéactance saturable, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le courant unidirectionnel parcourant le ou les enroulements rotoriques peut être soit continu, soit alternatif redressé ou même puisé. 8 - - Réactance saturable, selon la revendication 1, 55 caractérisée en ce que le rotor de la réactance est en permanence solic.r ire de son stator ou avec la carcasse du moteur. COPY 69 42950 6 2026527 9 - Eéactance saturable selon la revendication 7» caractérisée en ce que le rotor de la réactance ést relié à son propre stator au moyen de rivets en une matière non magnétique ou- de dispositifs analogues. ^ 10 - Eéactance saturable selon la. revendication 1, caractérisée en ce que le paquet rotorique présente au moins deux enroulements, dont l'un possède un nombre de pôles différent et l'autre le même nombre de pôles que le stator. 11 - Eéactance saturable selon la revendication 1, /]q caractérisée en ce que l'alimentation en courant continu de l'enroulement rotorique est obtenue au moyen d'un générateur extérieur 12 - Eéactance saturable selon la revendication 1, caractérisée par ce que l'alimentation de l'enroulement rotorique se fait au moyen de la même ligne d'alimentation que celle du moteur, avec interposition au préalable de dispositifs de transformation et redressement de courant.