Brevet FR2607982A3 — publié le 19880610

FR 2607982 A3 19880610 FR 8716872 A 19871204 moteur synchrone monophasé muni d'un rotor intermédiaire à courant oe foucault.- L'invention concerne un moteur synchrone monophasé muni d'un rotor intermédiaire & courant de Foucault solidarisé en rotation avec l'arbre du moteur et pouvant tourner entre les pâles du fer statorique et le rotor à aimantation perlanente monte â rotation libre sur l'arbre du moteur. Un tel moteur est connu de la demande de brevet DE-GzS 84 00 013. Ce moteur est muni d'un fer statorique cylindrique dans lequel pénètrent deux pâles statoriques diamétralement opposés. Au moyen de bobines électriques, on peut faire traverser les pâles statoriques par un flux magnétique.Dans l'alésage du stator sont disposés un stator interiédiaire a courant de Foucault et un cylindre rotorique à aluantation permanente qui entourent un arbre de moteur Le rotor intermédiaire & courant de Foucault est constitué par une pièce en forme de coupe qui, d'un côté, est solidarisée en rotation avec l'arbre de moteur, alors que le cylindre rotorique & aimantation permanente est monté a rotation libre autour de l'arbre de moteur Un tel moteur synchrone monophasé muni d'un rotor intermédiaire à courant de Foucault présente l'avantage d'avoir un comportement de démarrage effectivement asynchrone.Son couple de démarrage est à même de démarrer aussi des couples de frottement plus grands ainsi que de grands couples d'inertie de sasse de la charge. Cependant, un avantage important est que la puissance d'entraînement pouvant entre prélevée sur le rotor intermédiaire & courant de Foucault n'est qu'une fraction environ 108 - de la puissance de renversement synchrone. Cela est du entre autres b la dépendance de glissenent du couple du rotor à courant de Foucault et & des pertes se produisant au niveau du rotor. L'invention vise à fournir un moteur du genre décrit dans le préambule qui réunit le couple de renversement synchrone élevé du moteur synchrone monophasé et le couple de démarrage asynchrone élevé du rotor asynchrone à courant de Foucault. conformément & A invention ce but est atteint par le fait que le rotor intert6diaire est muni d'un accouplement centrifuge agissant sur le rotor & aimantation permanente de façon & le coupler au rotor interiédiaire. Gr & e A l'utilisation d'un tel accouplement centrifuge dont l'influence est faible A larrbe du rotor & BR L'utilisation d'un accouplement centrifuge dans un moteur synchrone monophasé est en soi connue du brevet DE-PS 26 14 266. Toutefois, ce document ne. fatt pas mention du problème du démarrage asynchrone. Suivant un autre iode de réalisation de l'invention, il est prévu que I'accoupleoent centrifuge est constitué par des masselottes centrifuges à ressort qui sont disposées de façon à pouvoir coulisser dans des guides radiaux et & être chargées par ressort en direction d'une surface d'accouplement du rotor. Un tel accouplement centrifuge est simple, efficace et de fabrication peu conteuse. Suivant un autre iode de réalisation de l'invention, il est prévu que le rotor est muni d'une collerette extérieure non métallique qui, tout autour de la surface cylindrique de rotor, forme un espace annulaire dans lequel entre une collerette intérieure non métallique du rotor intermédiaire, collerette intérieure qui présente les guides des masselottes centrifuges chargées par des ressorts agissant vers l'extérieur. De telles parties rapportées par moulage n'augmentent que faiblement le coût de fabrication. Suivant un autre mode de réalisation de 11 invention, il est prévu que le rotor et le rotor intermédiaire sont réalisés sous la forme de disques et en ce que l'ensemble ainsi obtenu de deux disques peut être aimanté dans le sens axial par le champ de stator A travers des pâles de fer statorique qui, vus dans le sens axial, sont situés de part et d'autre dudit ensemble de disques. Un tel moteur en forme de disque on a un bon rapport de frottement et de force centrifuge. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est prévu que les les bobines statoriques sont disposées sur des culasses de fer reliant les pâles de fer statorique en dehors de l'ensemble de disques, les pâles de fer statorique supportant les paliers de l'arbre de moteur. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné a titre d'exemple, permettra de mieux cooprehdre comment l'invention est réalisée. La figure 1 représente un moteur synchrone monophasé muni drun rotor intermédiaire å courant de Foucault. ta figure 2 représente A échelle agrandie ltaccouplenent centrifuge entre le rotor å aimantation permanente et le rotor intermédiaire. La figure 1 représente un moteur synchrone monophasé 1 réalisé sous la forme d'un moteur & rotor intermédiaire. Le moteur synchrone monophasé I est muni de deux pôles de fer doux en forme de bande 3 disposés & distance l'un de autre et qui, de côtés opposés, sont reliés par des culasses de fer 5. Sur ces culasses de fer 5, sont enroulées des bobines d'excitation 7. Le moteur synchrone monophasé est muni d'un arbre de moteur 9 logé b rotation dans des pâles de fer 3 au moyen de paliers 11. Sur l'arbre de moteur 9, est disposé un disque de cuivre 13 qui est solidarisé en rotation avec cet arbre et qui sert de rotor intermédiaire a courant de Foucault. A côté du disque de cuivre 13, est disposé b parrallélîsme des axes un disque rotorique a aimantation permanente 15 aimanté dans le sens axial (indiqué par la flèche 17) et qui, par l'intermédiaire diun palier 19, est monté à rotation libre sur l'arbre de moteur 9. L'arbre de moteur 9 porte une charge 21. On rappelle que le disque de cuivre 13 utilisé comme rotor & courant de Foucault est disposé immédiatement à côté du disque rotorique à aimantation permanente 15 et que les deux disques forment un ensemble rotatif de disques 23 servant à entrainer la charge 21. Lors de l'excitation des bobines 7, les disques 13 et 15 sont aimantes dans le sens axial, les aimantations aes aeux moitiés de aoteur ayant des sens opposés, comme indiqués par les flèches 17 et 17a. Par suite de cette aìantation, le rotor 15 commence à tourner et augmente jusqu'à la vitesse de rotation synchrone. Dans le disque de rotor intermédiaire 13 sont engendrés des courants de Foucault. Le disque 13 de rotor intermédiaire va tourner à une vitesse progressivement croissante avec un grand couple de démarrage pour atteindre, selon la charge" une vitesse de rotation située au-dessous de la vitesse de rotation synchrone. Evidetment, on se rendra compte que les pôles statoriques sont réalisés de façon asymétrique. Pour que, dans le cas idéal, le plein couple de renversement synchrone du rotor a aimantation permanente soit transmis A la charge, le moteur conforme à invention utilise un accouplement centrifuge. Cet accouplement centrifuge qui, sur la figure 1, n > est dessiné qu grands traits, est représenté sur la figure 2 à échelle agrandie pour lrune des moitiés de moteur.La surface cylindrique 25 du disque rotorique 15 est munie d'une collerette 27 rapportée par moulage et présentant un cylindre extArieur 29 qui forme un espace31 avec la surface cylindrique 25. TTA collerette 27 rapportée par soulage est de préférence constituée par un matériau non métallique, tel qu'une matière plastique. Sur le bord extérieur 33 du disque de rotor intermédiaire 13 est également moulée une collerette 35, en matière plastique par exemple, qui pénètre librement dans l'espace 31. Cette collerette 35 est munie de guides 37 s'étendant dans le sens radial. Dans les guides, sont montées à coulissement radial des masselottes centrifuges 39. Des ressorts 41 tendent & presser les aasselottes centrifuges 39 en dehors des guides 37 de façon ê les appuyer contre le cylindre extérieur 29. Les ressorts 41 pressent les masselottes centrifuges 39 de façon continue contre le cylindre extérieur 29 du disque rotorique 15. A l'arrêt du disque de rotor interiédiaire 13, la pression ainsi exercée est minimale, de sorte qu'aucune action de freinage sensible n'est exercé sur le disque rotorique 15. Lorsque le disque de rotor interaédiaire 13 commence à tourner & une vitesse croissante, la force exercée par les masselottes centrifuges 36 sur le cylindre extérieur du disque rotorique 15 est augmentée. Ceci a pour effet d'accroitre le frottement entre le disque rotorique 15 et le disque de rotor intermédiaire. De ce fait et sous l'action du courant de Foucault, le disque de rotor intermédiaire 13 est entraîné progressivement par le rotor à aimantation permanente 15. Lorsque le disque de rotor intermédiaire 13 tourne à Une vitesse suffisamment grande et que la force centrifuge exercée sur les masselottes 39 est également suffisamment grande, il se produit un accouplement entièrement rigide entre le disque de rotor intermédiaire 13 et le disque S aimantation permanente 15, ce qui pour effet d'accélérer le disque de rotor intermédiaire 13 jusqutA la vitesse de rotation synchrone. REVENDICATIONS: 1. Moteur synchrone monophasé uni d'un rotor intermédiaire à courant de Foucault solidarisé en rotation avec l'arbre du moteur et pouvant tourner entre les pâles du fer statorique et le rotor à aimantation permanente monté å rotation libre sur l'arbre du moteur, caractérisé en ce que le rotor intermédiaire (13) est muni dlun accouplement centrifuge (2? à 41) agissant sur le rotor (15) de façon & le coupler au rotor intermédiaire (13). 2. Moteur synchrone monophasé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accouplement centrifuge (27 i 41) est constitué par des masselottes centrifuges À ressort (39) qui sont disposées de façon à pouvoir coulisser dans des guides radiaux (3?) et à être chargées par ressort en direction d'une surface dfaccouplement (29) du rotor (15). 3. Moteur synchrone monophasé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rotor (15) est muni d'une collerette extérieure non métallique (27, 29) qui, tout autour de la surface cylindrique de rotor (25), forme un espace annulaire (31) dans lequel entre une collerette intérieure non métallique (35) du rotor intermédiaire (13) , collerette intérieure qui présente les guides (37) des masselottes centrifuges (39) chargées par des ressorts agissant vers l'extérieur. 4. Moteur synchrone monophasé selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que le rotor (15) et le rotor intermédiaire (13) sont réalisés sous la forme de disques et en ce que l'ensemble ainsi obtenu (23) de deux disques peut être aimanté dans le sens axial par le champ de stator à travers des pâles de fer statorique (3) qui, vus dans le sens axial, sont situés de part et d'autre dudit ensemble de disques (23). 5. Moteur synchrone monophasé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bobines statorîques (7) sont disposées sur des culasses de fer (5) reliant les pâles de fer statorique (3) en dehors de l'ensemble de disques (23). 6. Moteur synchrone monophasé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les pâles de ter statorique (3) supportent les paliera (lui) de l'arbre de moteur (3).