Brevet FR2275054A1 — publié le 19760109

La présente invention a pour objet un moteur électromagnétique susceptible autre alimenté en courant continu par une batterie d'accumulateurs ou toute autre source de courant continu, ce moteur étant conçu de manière à présenter un rendement exceptionnel. le stator de ce moteur porte une série d 'aimants permanents répartis sur sa paroi interne et dont les polarités sont alternées, cependant que son rotor comporte à sa périphérie plusieurs électroaimants dont les bobines sont reliées à deux séries de contacts, également disposés à la périphérie du rotor, et sur lesquels frottent deux balais fixes de liaison, disposés de façon à assurer leur alimentation lorsque ces électro-aimants se trouvent dans les inter valles entre deux aimants fixes du stator et à interrompre celle-ci avant qu'ils parviennent en regard de ces aimants.Or les contacts successifs des deux séries sont reliés de façon croisée afin que les électro-aimants présentent des polarités alternées qui sont automatiquement inversées d'un intervalle à un autre, l'agencement étant tel que dans chaque intervalle chaque électro-aimant présente une polarité identique à celle de l'aimant permanent situé en arrière. Dans ces conditions, il y a répulsion avec cet aimant et attraction par l'aimant situé en avant et ce double effet, qui s'exerce simultanément sur tous les électro-aimants, assure ltentrainement du rotor. Cependant l'alimentation des électro-aimants est interrompue au moment du passage en regard des aimants permanents pour être assurée de façon inverse dès que ce passage a lieu, et ainsi de suite. Dans une forme de réalisation plus avantageuse du présent mo tueur, les bobines des électro-aimants sont raccordées à des contacts supplémentaires prévus à la périphérie du rotor et sur lesquels, au moment du passage de chaque électro-aimant en regard d'un aimant permanent, frottent des balais de liaison raccordés aux accumulateurs d'alimentation. Ceci permet la récupération du courant induit dans chaque bobine d'électro-aimant à ce moment. Dans une forme d'exécution préférée; le moteur comprend plusieurs rotors associés à autant de stators disposés dans une même carcasse, les différents rotors étant montés sur un même arbre mais avec un léger décalage angulaire en arrière du sens de rotation l'un par rapport à l'autre. Cependant d'autres particularités et ava ages du moteur selon l'invention apparalatront au cours de la description suivante. Celle ci est donnée en référence au dessin annexé, et sur lequel La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moteur selon l'inven tion; La figure 2 est un schéma explicatif de la conception de l'un des rotors et du stator correspondant; La figure 3 est une vue schématique partielle en plan de dessus de la périphérie de l'un des rotors. le moteur représenté comporte trois rotors désignés par les références générales la, lb et lc, qui sont solidaires d'un arbre commun 2 monté rotatif dans des paliers 3 portés par la carcasse extérieure. Celle-ci forme en quelque sorte un stator pour chaque rotor du moteur. Chacun de ces stators comprend une série d'aimants permanents 4 dont les polarités sont alternées. Chacun de ces aimants est effectivement formé par deux parties complémentaires ménageant entre elles une gorge à l'intérieur de laquelle est engagée la périphérie du rotor correspondant la, lb, ou lc. Pour faciliter la fabrication et le montage, la carcasse du moteur est constituée par deux parties extremes 5 en forme de cuvette entre lesquelles sont disposées deux parties cylindriques 6, des tirants 7 assurant la solidarisation de l'ensemble. Chacun des rotors est constitué par un disque en métal amagnétique, par exemple en aluminium. Chacun deux porte à sa périphérie quatre électro-aimants 8a et 8b qui sont disposés en croix. Ces électro-aimants sont situés à la périphérie de chaque rotor, comme représenté sur la fig. 1. La bobine de chacun d'eux est disposée transversalement et est adaptée à passer dans la gorge formée par les différents aimants permanents du stator correspondant. Les extrémités des enroulements de chaque bobine sont reliées à des contacts 9a et 9b appartenant à deux séries de contacts disposés les uns à la suite des autres sur la périphérie de chaque rotor et ce, sur un revêtement isolant rapporté autour de celui-ci. En re gard de ces rotors il est prévu deux balais fixes 10a et lOb frottant respectivement sur l'une et l'autre série de contacts, ces balais étant raccordés à une batterie d'accumulateurs destinés à assurer l'alimentation des bobines des électro-aimants. Le nombre de paires de contacts 9a et 9b est égal au nombre des intervalles existant entre les aimants fixes et leur écartement est le même. Par ailleurs, l'agencement est tel que les balais 10a et lOb sont en contact avec l'une quelconque de ces paires de con tacts 92 et 9b lorsque le rotor se trouve situé dans une position angulaire telle que les électro-aimants sont en regard des intervalles entre deux aimants permanents successifs. Cependant, conformément à une caractéristique importante, les contacts 9a et b des différentes paires successives de contacts sont reliés entre eux par des conducteurs crcisés 11. Ainsi, chaque électro-aimant est alimenté alternativement par un courant circulant dans un sens, puis dans l'autre, ce qui assure une inversion de polarité. De plus, le raccordement entre les bobines des différents électro-aimants est tel que deux électro-aimants successifs 8a, 8b sont alimentés en sens inverse l'un par rapport à l'autre. Ainsi, lorsque les deux électro-aimants 8a, diamétralement opposés, ont une polarité nord, les deux autres électro-aimants 8b, diamétralement opposés entre eux, ont une polarité sud. Cependant la périphérie de chaque rotor porte deu. autres se- ries de contacts 12a et 12b dont chaque pire est située peu après une paire de contacts 9a et 9b si l'on considère le sens de rotation P. les extrémités des enroulements des bobines des électro-aimants sont également reliées à ces contacts par des conducteurs de jonction et ceux-ci sont raccordés entre eux par des conducteurs, non représentés. Deux balais fixes 13a et 13b frottent sur ces deux séries de contacts 12a et 12b et se trouvent placés sur ceux-ci lorsque les électro-aimants 8a, 8b sont en regard de certains des aimants permanents 4. les deux balais 13a et 13b sont branchés dans un circuit aboutissant également à la batterie d'accumulateurs èt qui comprend des diodes de sécurité. le nombre d'aimants permanents 4 est fonction du diamètre du stator du moteur et il est déterminé de telle façon que la distance entre deux aimants successifs corresponde à la lareeur efficace du champ magnétique de chacun. Ainsi, dans l'exemple représenté, il est prévu douze aimants permanents pour quatre électro-aimants sur le rotor, soit un rapport de 3 à 1. irais ce rapport pourrait eralement etre de 2 à 1. De toute façon il convient que l'écart angulaire entre deux électro-aimants successifs du rotor soit égal à un multiple de l'écart annulaire entre deux aimants permanents du stator. Cepen- dant le nombre d'électro-aimants pourrait être multiplié. Ainsi il serait possible de prévoir huit électrc-aimants raccordés de fanon que leur polarité soit toujours alternée. Selon une caractéristique importante, la disposition des élec tro-aimants sur les différents rotors est décalée angulairement en arrière d'un rotor > l'autre et ce, pour faciliter la rotation. Ce décalage peut Autre ie 1/3 dc a distance entre deux aimants, soit 100 datas l'exemple présent. Le fonctionnement du présent moteur est le suivant Lorsqu'un oe.lrctroaimant 9 & ou 8b se trouve dans l'intervalle entre deux aimants permanents ueeessifs 4, il est alimenté par l'intermédiaire des balais 10a, 1Ob et du circuit formé par les contacts 9a et 9b. Son alimentation est alors telle qu'il présente une polarité identique à l'aimant permanent qu'il précède et inverse à celle de l'aimant permanent situé en avant, si l'on considère le sens de rotation. En conséquence, cet électro-aimant est soumis simultanément à un effet de répulsion de l'aimant permanent situé en arrière et un effet d'attraction de l'aimant en avant, ce qui assure la rotation du rotor dans le sens F.Cependant l'alimentation de l'ensemble des electrn-anmants est interrompue peu avant que chacun d'eux parvienne en regard de l'aimant permanent situé en avant. Mais la rotation se poursuit sous l'effet de la force vive et également en raison du décalage angulaire prévu entre les différents rotors et qui a pour conséquence que le double effet de répulsion et d'attraction décrit précédemment s'exerce à ce moment sur les électro-aimants du rotor suivant. Quand les électro-aimants du premier rotor considéré passent en regard de l'aimant permanent auquel ils parviennent, le champ magnétique de celui-ci induit un courant dans la bobine de l'électro-aimant correspondant. Or ce courant se trouve recueilli sur les contacts 12a et 12b par les balais secondaires 13a et 13b prévus à cet effet. Ceci assure donc une récupération de l'énergie ainsi produite par induction. Après passage des électro-aimants en regard de l'aimant permanent considéré, le rotor poursuit sa rotation sous l'effet de la force vive, et également en raison du décalage angulaire entre les rotors, et qui a pour conséquence que le double effet d'attraction et de répulsion mentionné précédemment s'exerce à ce moment sur le trcisième rotor du moteur. En conséquence, le premier rotor considéré parvient à nouveau darus une nosition angulaire pour laquelle ses électro-aimants sont situés dans l'intervalle entre deux aimants permanents successifs. Il st donc à nouveau alimenté, mais ri façon inverse dX c précé- dent. Ceci assure donc une inversion de polarité permettant le même fonctionnement que précédemment, et ainsi de suite. En raison de sa conception, le présent moteur possède un rendement exceptionnel et ce, pour une consommation de courant particulièrement réduite. A ce sujet, il convient de noter que la récupération de l'énergie produite est loin d'être négligeable. Cependant, il est évident que si la tension de récupération ainsi obtenue est inférieure à la tension de la batterie d'alimentation, un petit transformateur doit alors être prévu. Le présent moteur peut faire l'objet de diverses applications. Entre autres, il peut être utilisé pour assurer la propulsion de véhicules. Comme déjà indiqué, ce moteur peut donner lieu à de nombreuses modifications, la forme de réalisation décrite précédemment n'ayant été donnée qu'à simple titre indicatif. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Moteur électromagnétique caractérisé en ce que son stator porte une série d'aimants permanents répartis sur sa paroi interne et dont les polarités sont alternées, cependant que son rotor comporte à sa périphérie plusieurs électro-aimants dont les bobines sont reliées à deux séries de contacts, éga lement disposés à la périphérie du rotor, et sur lesquels frottent deux balais fixes de liaison, disposés de façon à assurer leur alimentation lorsque ces électro-aimants se trouvent dans les intervalles entre deux aimants fixes du stator et à interrompre celle-ci avant qu'ils parviennent en regard de ces aimants, les contacts successifs des deux sé ries étant reliés de façon croisée afin que les électro-ai mants présentent des polarités alternées qui sont automati quement inversées d'un intervalle à un autre, l'agencement étant tel que dans chaque intervalle chaque électro-aimant présente une polarité identique à celle de l'aimant permanent situé en arrière. 2.- Moiteur électromagnétique selon la revendication 1, caracté risé en ce que les bobines des électro-aimants sont raccor dées à des contacts supplémentaires prévus à la périphérie du rotor et sur lesquels, au moment du passage de chaque élec tro-aimant en regard d d'un aimant permanent, frottent des ba lais de liaison raccordés aux accumulateurs d'alimentation par un circuit permettant la récupération du courant induit dans chaque bobine d'électro-aimant. 3.- Moteur électromagnétique selon la revendication 1 ou 2, ca ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs rotors associés à autant de stators disposés dans une même carcasse, les diffé rents rotors étant montés sur un même arbre mais avec un lé ger décalage angulaire en arrière du sens de rotation l'un par rapport à l'autre. 4.- Moteur électromagnétique selon l'une des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que les aimants permanents du ou des stators ont une section en forme de U formant une gorge, à l'intérieur de laquelle est engagée la périphérie du rotor correspondant, les bobines des électro-aimants de celui-ci étant disposées transversalement.