Brevet FR2281666A1 — publié le 19760305

La présente invention se rapporte à une machine synchrone excitée par aimants permanents et dans laquelle ces aimants permanents sont logés dans un rotor à cage. L'enroulement à cage ou cage d'écureuil doit, en pareil cas, n'avoir qulune résistance effective extremement faible, afin que le glissement, qui doit être surmonté lors de la synchronisation des moments d'inertie propre et extérieur, soit réduit à un minimum. Par ailleurs, lors du démarrage synchrone, la chaleur de dissipation est WA = c.I.nO2 (1 + k), formule dans laquelle I est le moment d'inertie, nO la vitesse synchrone et k le rapport de la résistance effective du stator à celle du rotor, R1/R2' .Pour réduire la chaleur de dissipation lors de la montée en vitesse, en particulier pour des vitesses élevées,il est donc nécessaire d'avoir pour une résistance donnée R1 de lten- roulement statorique une résistance rotorique R2 aussi grande que possible. Les conditions exigées pour R2t sont donc entièrement opposées lors des processus de démarrage et de synchronisation. La présente invention a, par conséquent, pour objet de résoudre cette difficulté, c'est-à-dire de réaliser une machine synchrone excitée par aimants permanents de fa çon que la résistance rotorique soit importante lors du démarrage et faible lors de la synchronisation. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le rotor contenant les aimants permanents edt pourvu de deux enroulements à cage ou cages d'écureuil de types différents dont l'ur dispos à proximité de 11 entrefer compris entre le statoi et le rotor, présente une faible fuite, XÂ 8 et une grande résistance RA tandis que l'autre, disposé à distance dudit entrefer, est mun d'encoches de plus glande section transversale et, parta t, présente une fuite importante et et une faible résistance R Le premier enroule- menc assume le démarrage asynchron (indice A) et constitue la cage de démarrage alors que le deuxième enroulement assume de préférence la synchronisation (indice S) et constitue la cage de synchronisation. En cas de faible glisselaent, la réaction de fuite XA a S - t5 devient pratiquement nulle et le courant rotorique peut se repartir sans effet pelliculaire et avec la même ensité sur l'enroulement de la cage ae démarrage et celui e la cage de synchronisation. L'effet obtenu grâce à l'agencement selon l'invention , c'est-a-dire une résistance rotorique importantc au démarrage et faible à la synchronisation, est d'autant plus sensible que la fréquence d'alimentation et, par conséquent, la vitesse synchrone nO du moteur est plus grande, (celàétantdü au fait que les réactances de fuite /, Zi et X5 l2; déterminant la répartition du courant dépendent de la fréquence). La solution propose s'applique donc parfaitement aux machines synchrones à aimants permanents de grande vitesse et fréquence éleve, telles qu'on les exige, en particulier, pour la technique des fibres chimiques. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de deux modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une coupe transversale d'une machine à rotor intérieur la figure 2 est une coupe transversale d'une machine à rotor extérieur la figure 3 représente un schéma équivalent. Sur la figur-e 1, la machine synchrone comporte un stator 1 et un rotor 2 contenant les aimants permanents 3. Le rotor repose sur un bout d'arbre 4 et est, selon l'invention, muni de deux enroulements ou cages 5 et 6. L'enroulement 5 est disposé, de façon connue, dans des encoches de section transversale circulaire à proximité de l'entrefer compris entre le stator et le rotor et constitue, comme déåà indiqué, la cage de démarrage. I.'enroulement 6 est logé dans des encoches de section transversale en forme de losange relativement grandes et constitue la cage de synchronisation. Sur la figure 2, la machine comporte un arbre fixe 7 portant le stator intérieur 8 et un rotor extérieur 9 dans lequel sont logées les coquilles 10 des aimants permanentse Les cages de démarrage et de synchronisation sont respectivement désignées par 11 et 12. Les dimensions des sections transversales des encoches pour les deux enroulements 5 et 6 ou 11 et 12 sont avantageusement choisies de façon que la résistance de démarrage soit à peu près le quadruple de la résistance de synch onisation. REVEND I CAT IONS 1. Machine synchrone excitée par aimants permanents, caractérisée par le fait que le rotor contenant les aimants permanents est pourvu de deux enroulements à cage de typesdifférents dont l'un, disposé à proximité de l'entrefer compris entre le stator et le rotor, présente une faible fuite et une grande résistance, tandis que l'autre, disposé à distance dudit entrefer, est muni d'encoches de plus grande section transversale et, partant, présente une fuite importante et une faible résistance. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les encoches du premier enroulement formant la cage de démarrage ont une section transversale circulaire, tandis que les encoches du deuxième enroulement, formant la cage de synchronisation, ont une section transversale en forme de losange. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les sections transversales des encoches pour les deux enroulements à cage sont dimentionnées de façon que la résistance de démarrage soit à peu près le quadruple de la résistance de synchronisation.