Brevet FR2191337A1 — publié le 19740201

La présente invention concerne un dispositif rotatif sans balai à courant alternatif qui peut être réalisé comme un synchroémetteur, un synchro-récepteur, un synchro-émetteur différentiel, un synchro-récepteur différentiel, un synchro-transformateur de commande, un synchro-resolver ou un générateur de forme d'ondes. Traditionnellement, un dispositif rotatif à courant alternatif tel qu'un synchro est pourvu de balais et de bagues collectrices pour alimenter en courant alternatif un enroulement rotorique. Le stator est également pourvu d'un enroulement. Selontla présente invention, un dispositif rotatif sans balai à courant alternatif comprend un noyau statorique pourvu de deux enroulements statoriques distribués qui sont électriquement et magnétiquement isolés l'un de l'autre, et un noyau rotorique pourvu de deux enroulements rotoriques distribués qui sont électriquement connectés l'un à l'autre, mais magnétiquement isolés l'un de l'autre, et qui sont respectivement couplés par induction aux enroulements statoriques et ont le même nombre de phases séparées, avec les phases de l'un des deux enroulements rotoriques connectées électriquement en série avec les phases correspondantes de l'autre enroulement rotorique, une des paires d'enroulements statorique et rotorique couplés par induction créant un nombre de pôles différent de celui de l'autre paire d'enroulements statorique et rotorique magnétiquement couplés, et dans chacune de ces paires d'enroulements le nombre des pôles créés par l'en- roulement statorique est le même que le nombre des pôles créés par l'enroulement rotorique. Il est entendu que les enroulements que l'on dit être magnétiquement séparés n'ont pas de self-induction mutuelle. Dans le dispositif selon l'invention, les flux magnétiques actifs passent essentiellement ou principalement dans une structure magnétique qui se compose d'un seul noyau statorique et d'un seul noyau rotorique tandis que le courant est transmis par induction de l'un des enroulements statoriques à l'un des enroulements rotoriques où il produit pendant son déplacement un flux magnétique qui traverse l'autre enroulement rotorique lequel flux accouplé au second enroulement statorique fournit la puissance produite par le dispositif. Les noyaux statorique et rotorique peuvent entre d'un des types couramment utilisés dans les machines électriques à courant alternatif. Par exemple, un des enroulements sur le stator peut être un enroulement monophasé ou un enroulement triphasé. L'autre enroulement peut être soit un enroulement triphasé, soit, si on le désire, un enroulement diphasé, Selon un mode convenable, chacun des enroulements rotoriques est un enroulement diphasé disposé de telle sorte que les axes magnétiques créés respectivement par les phases se situent sur la périphérie du rotor en quadrature l'un par rapport à l'autre. Si on le désire, chacun des enroulements rotoriques peut aussi bien être un enroulement monophasé qu'un enroulement triphasé. L'avantage au dispositif de l'invention est qu'il est d'une construction simple et économique. La description qui va suivre donne plus de détails sur l'invention, à l'aide d'exemples, en se référant aux dessins schématiques des enroulements donnés en annexe et dans lesquels La Figure 1 est un schéma de circuits d'un synchro sans balai La Figure 2 est un second schéma de circuits d'un synchro sans balai La Figure 3 est un schéma de circuits montrant un mode d'interconnexion d'enroulements rotoriques différents de celui qui est montré à la Figure 2 et, La Figure 4 est un schéma d'enroulements d'un synchro-resolver sans balai. Aux dessins annexés, la partie gauche de chaque figure représente une paire d'enroulements statoriqueet rotorique magnétiquement interconnectés, tandis que la partie droite de la figure montre une seconde paire d'enroulements statorique et rotorique magnétiquement interconnectés. Dans chaque cas, l'enroulement rotorique est montré au-dessous de l'enroulement statorique et le nombre de pôles créés par chaque enroulement est indiqué par 2P ou 4P respectivement. La Figure 1 montre un enroulement triphasé 1 qui est situé sur un stator. Quand cet enroulement reçoit unsignal synchro à trois fils, il crée un champ magnétique stationnaire pulsé ayant quatre pôlesO Ce champ induit une tension alternative dans l'enroulement diphasé à quatre pôles 2 situé sur un rotor. Comme on le voit, l'enroulement 2 est connecté en série avec un enroule ment diphasé 3 sur le rotor. La tension induite dans l'enroule- ment 2 provoque le passage d'un courant alternatif dans les enroulements 2 et 3. Le courant de l'enroulement 3 crée un champ magnétique ayant deux pôleso Ce champ induit des tensions alternatives dans les phases À, B et C d'un enroulement 4 triphasé à deux pôles qui est situé sur le stator.Les amplitudes de ces tensions dépendent de la position angulaireltEu rotor par rapport à l'axe magnétique de la phase À de l'enroulement 4 et de la position angulaire de l'émission synchro d'entrée. Un montage comme celui qui est montré sur la Figure I peut être utilisé, par exemple, pour un synchro-émetteur différentiel ou un synchro-récepteur différentiel. La Figure 2 montre un enroulement monophasé 5 qui est situé sur un stator0 Lorsqu'un courant alternatif passe dans cet enroulement, il crée un champ magnétique pulsé ayant quatre pôles. Ce champ induit des tensions alternatives-dans un enroulement 6 diphasé à quatre pôles situé sur un rotor. Les phases de l'enroulement 6 sont connectées, comme représenté, aux phases d'un enroulement diphasé 7 sur le rotor0 Les tensions induites dans lten- roulement 6 provoquent des courants dans les enroulements 6 et 7. En passant dans l'enroulement 7, ces courants créent un champ magnétique ayant deux pôles. Ce champ induit des tensions dans les phases I), E et F de l'enroulement 8 triphasé à deux pôles situé sur le stator. Les amplitudes de ces tensions dépendent de la position angulairefdu rotor par rapport à l'axe magnétique de la phase D de l'enroulement 8. La Figure 3 montre un schéma de connection des enroulements rotoriques 6 et 7 différent de celui de la Figure 2. Àvec le cablage montré dans la Figure 3, les tensions alternatives induites dans l'enroulement 8 sur le stator dépendent de la position angulaire 3 . Ce montage a l'avantage d'apporter une grande précision lorsqu'il est utilisé avec un faible mouvement angulaire 8 La Figure 4 montre un mode de réalisation comportant les enroulements 5 6 et 7 comme dans la Figure 2 et aussi un enroulement 9 diphasé à deux pôles situé sur le stator. Les tensions induites dans les phases de l'enroulement 9 sont respectivement proportionnelles au sinus et au cosinus de l'angle entre le rotor et l'axe magnétique de la phase Go Le montage montré dans la Figure 4 peut entre utilisé pour un synchro-resolver. D'une autre façon, Si les enroulements rotoriques 6 et 7 sont connectés comme le montre la Figure 3, les tensions induites dan les phases statoriques G et H sont proportionnelles à cos 3 et sin 3 P respectivement. Revendications Dispositif rotatif sans balai à courant alternatif comprenant un noyau statorioee pourvu de deux enroulements statoriques distribués qui sont électriquement et magnétiquement- isolés l'un de l'autre, et un noyau rotorique pourvu de deux-enroulements rotoriques distribués qui sont électriquement connectés l'un à l'autre mais magnétiquement isolés l'un de l'autre et qui sont respectivement couplés par induction aux enroulements statoriques et ont le même nombre de phases, les phases de l'un des enroulements rotoriques étant connectées électriquement en série avec les phases correspondantes de l'autre enroulement rotorique, une des paires des enroulements statorique et rotorique couplés par induction créant un nombre de pôles différent de celui de l'autre paire d'enroulements statorique et rotorique magnétiquement couplés, et le nombre des pôles créés par l'enroulement statorique étant dans chacune de ces paires d'enroulements, le même que le nombre des pôles créés par l'enroulement rotorique0 2o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux enroulements rotoriques sont des enroulements diphasés dont les axes magnétiques créés par les phases sont en quadrature autour de la circonférence du rotor0 3.Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les deux enroulements rotoriques sont des enroulements triphasés dont les axes magnétiques créés par les phases respec- tives sont disposés à égale distance autour de la circonférence du rotor. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les enroulements rotoriques sont tous deux monophasés. 5O Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, construit comme un synchro-émetteur ou un synchro-récepteur ou un synchro-émetteur différentiel ou un synchro-récepteur différentiel0 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications pnecé- dentes 1 à 4 construit comme un synchro-resolver ou un générateur de formes d'ondes. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4,- construit comme un transformateur de commande.