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Moteur électrique.
La présents. invention concerne les dispositifs électriques dont la construction cet basée sur les phénomènes d'induction, et plus particulièrement, des petits moteurs électriques établis pour fonctionner avec un courant alternatif ou pulsatoire.
Elle a pour objet un petit moteur électrique possédant un rendement relativement haut et un couple élevé pour un volume donné. Elle a, en outre, pour objet un moteur établi pour fonction- ner en synchronisme avec une source de courant alternatif ou pul- satoire et à l'aide duquel des vitesces de rotation relativement faibles peuvent être obtenues sans qu'il soit nécessaire d'avoir des pièces tournant à des vitesses relativement élevées dans des paliers.
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Conformément à la présente invention, le moteur élec- trique comprend Lm premier organe monté pour effectuer mon- vu;:cent giratoire, un second. organe monté pour tourner par rap- sort a.L1)T'elè1ïer et ayant un contact à roulement avec lui , et des Moyens électromagn-é biques pour impartir uvli mouvement gi- ratoire s c, premier organe de façon iz faire tourner les Ü.SL1?: or- ganes l'un par rapport a l'autre.
Dans une forme de réalisation préférée de cette 1#1- E,exts.sxi, le r1icr' organe est monté pour effectuer un mouvement giratoire suivant une trajectoire conique, ùic<is sa rotation est empêchée ; le second organe est monté de; 'Ç011 rotative et est rl p x. i. s; e 1Jaç ; un contact a frottement ou par engrénement avec une
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partie du premier organe qui décrit une trajectoire circulaire.
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Le point du premier organe qui est situé ai.: on'.met du con,, est, de préférence, monté sur un support flexible qui permet un.. gi- ration limitée 1' .=; :.;, i emeechc la rotation.
On décrira l'invention par des exemples en se réfé- rant au dessin annexé, dans lequel : 1>' 1 j . et t l j montrent par deux vues en élévation-coupe schématiques deux io:Xrci: tc réalisation ii l'invention.
11'i:::;. e:.;t une élévation-coupe d'une forme de réalisa-
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Lion préférée de l'invention.
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Ffl.g. 4 est une coupe par le. ligne 4-4 de la figure 3.
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Fig. 5 est un schéma de montage électrique des bobines
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CCE fj.garcs t 4 .
I'i,r.6 ,r¯ L1e élévation-coupe une autre forme de réalisation préférée 1.c l'invention.
Fi;g. 7 e;'t une coupe par la ligne 7-7 de la figure 6, c'est à dire âne vue en bout du é1.::'::;0;::;:.tif s.près enlèvement de 1& portion extrême de droit;.
Un premie-r organe, constitué par uns tige cylindrique 10, est. fixa par un bout au centre d'un diaphragme Il et Droen- /7
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diculairement à c.e diaphragme, dont le bord est assujetti à un support 12. A 1'extrémité libre de la tige 10, la surface extérieure de cette tige. repose sur une surface intérieure cor- respondante prévue à l'intérieur d'une creusure. cylindrique 13 d'un organe 14 monté pour tourner dans un palier d'un support 15.
Le diamètre de la creusure 13. eat plus grand que celui de la tige 10. En un point intermédiaire de la longueur de la tige, celle-ci porte une armature ou induit 16 qui coopère avec un- système électromagnétique 17 destiné à engendrer, lorsqu'il est alimenté d'un courant alternatif ou pulsatoire, un champ magnétique tour- nant autour de l'armature,. Celle-ci est pourvue d'enroulements polarisants ou peut être un aimant permanent.
Lorsque ce champ-magnétique tournant est engendré, l'armature ou induit 16 est ointraint à se mouvoir suivant une trajectoire circulaire qui est limitée par le contact de.la tige 10 avec les parois de la creusure 13. La tige 10 se meut ainsi en décrivant un cône, le diaphragma 11-étant situé au sommet. du cône et empêchant la tige de tourner autour de son axe. Ce mouvement giratoire de la tige 10 provoque la rotation de l'or- gane xxxxx rotatif 14 par l'effet du frottement créé. entre la tige et la paroi cylindfique de la creusure 13. Le rapport de. transmission entre la rotation de l'organe rotatif et les gi- rations de la tige sera ainsi égal à D-d, D et d désignant D respectivement le diamètre de la creusure 13 et 1e diamètre de- la tige 10.
La tige peut présenter à son extrémité libre des. dents engrenant avec une denture intérieure de l'organe rotatif.
Dans la forme de réalisation de la figure 2, un dia- phragme en matière magnétique 11 est fixé par sec bords au-dessus d'un groupe de pièces polaires 17 pourvues de bobines d'excita- tion. Le diaphragme 11 est supporté par une cuvette en matière magnétique 18 qui constitue la culasse des pièces polaires 17.
On peut, par- exemple, prévoir quatre pièces polaires et quatre. bobines, et des entrefers convenables sont prévus entre 1e dia-
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phragme et les pièces polaires. Une tige- 1 0 est fixée au asntre du diaphragme 11, perpendiculairement à lui, et s'é- tend vers le bas entre les pièces polaires 17. Son extré- mité libre est engagée librement dans une creusure cylindri- que 13 d'une pièce 14 montée pour tourner dans un palier d'an support 15 par rapport aux pièces polaires et au diaphragme.
Les bobinée d'cxcitation sont connectées avec une source de courant alternatif ou puloatoire, de telle sorte qu'élis atteignent successivement leur maximum et oue, par suite, une onde se propage autour du diaphragme et oblige la tige 10 à se mouvoir suivant une trajectoire conique et à entraîner l'organe rotatif 14 comme dans le premier exemple.
Dans les figures 3 et 4, il est prévu un boîtier comprenant deux douilles cylindriques 19 et 20, entre lesquel- les est intercalé le bord d'un diaphgrame 11, et deux pla- ques d'extrémité 21 et 22 dans lesquelles un arbre 23 est monté par l'intermédiaire de roulements à billes 24 et 25 Les 61é- ments constituant le boîtier sontmaintenus assemblés et lo- quent le diaphragme 10 en position grâce à des moyens appro- priés, non représentés.
A l'arbre 23 est fixé un organe rota- tif 14 pourvu d'une collerette cylindrique 26 Au centre du diaphragme 11 est fixé un organe gireatoire 10, en l'espèce un tube fait d'une matière magnétique appropriée et possédant une aimantation permanente lui conférant la polarité Nord, à une extrémité, Et la polarité Sud, à l'autre extrémité. A l'une porte de ses extrémités, le tube 10/une bride 27 dont le diamètre est un peu plus petit que le diamètre intérieur de la colle- rette cylindrique 26. De chaque côté du diaphragme 11 est pré- vue une paire de pièces polaires feuilletées 17 portant des enroulements 28,29, d'un côté et des enroulements 30, 31, de l'autre côté. Chaque paire de pièces polaires diamétralement opposées porte une culasse annulaire feuilletée 32.
Les enrou-
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lements peuvent être reliés, comme représenté sur la figure 5, à des bornes 33 destinées à être connectées avec les fils d'un réseau à courant alternatif monophasé. Un interrupteur 34 et un condensateur 35 sont prévus, grâce auxquels les enroule** ments 30 et 31 peuvent, dans une. position de l'interrupteur 34 représentée par une ligne continue, être reliés directe- ment aux bornes 33 les enroulements 28 et 29- étant alors branchés en série. avec le condensateur 35, sur ces mêmes bornes, alors que, dans la position de l'interrupteur 34 indiquée par- la ligne discontinue, le condensateur 35 est en série avec les enroulements. 30 et 31, et. les enroulements 28 et 29 sont reliés'directement aux bornes 33.
Dans cesdeux positons de l'interrupteur 34, les courants, passant dans les deux paires. d'enroulements sont mutuellement déphasés de 90 environ:, et, par la manoeuvre de l'interrupteur, on peut changer le sens de giration de la pièce 10 et, par suite, le sens de rotation de l'arbre 23.
Etant donné que les diamètres D et d des surfaces de contact des pièces 26. et 27 sont grands en comparaison avec la différence entre lesdits diamètres, le rapport'entre la vitesse de giration de la pièce 10 et la vitesse de rotation de l'arbre 23: est élevé. Si l'on désire que ce @apport soit maintenu exactement constant, les surfaces de contact des pièces 26 et 27 sont pourvues de dentures engrenantes. Pour éviter un engrènement excessivement profond des dentures et li- miter néanmoins le rayon du mouvement giratoire de la pièce 10, l'organe 14 peut être pourvu d'un moyeu 36 (fig.6) qui entre en contact avec l'extrémité creuse de la pièce 10, avec un jeu suffisant pour assurer le rayon de rotation désiré.
A titre d'alternative, dans le but de diminuer les pertes dues au frottement, la collerette cylindrique 26 de la pièce 14 peut être pourvue d'une surface de roulement d'un rayon égal à ce- lui du cercle primitif de la denture., et la pièce 27 peut
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présenter une surface correspondante destinée à rouler sur la première, la différence entre les rayons des deux surfacec étant telle qu'on obtienne le rayon désiré de mouvement gira- torid.
Pour éviter la nécessité d'une séparation des phascs, comme représenté sur la figure 5, et simplifier la construction, on peut adopter la disposition des figures 6 et 7. On utilise une seule -)aire d'enroulements 28 et 29 et un diaphragme 11 dé- coupé de la façon représentée sur la figure ? pour constituer une portion de liaison diamétrale 37 qui ast inclinée par rap- port à-l'axe des bobines 28 et 29. Lorsque ces dernières sont excitées par un courant alternatif monophasé, elles communi- quent à la pièce 10 une force alternative s'exerçant dans la direction de leur axe. La forme du diaphragme 11 est telle que le mouvement résultant de la pièce 10 est converti en un mouvement giratoire suivant une trajectoire approximativement conique.
Il y a lieu de noter que les dispositions décrites sont susceptibles d'être modifiées sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Ainsi, si on le désire, l'entraînement peut être dérivé des deux extrémités de la pièce 10, dos organes tels part que 14,26, d'une part, et 27, d'autre/, étant prévus à chacune des extrémités de cette pièce. Les deux organes 14, 26 peuvent être fixés à un arbre commun 23. De plus, bien qu'il soit pré- férable que le mouvement de rotation soit dérivé de l'organe 14, 26 qui est en prise avec la tige giratoire'10, ceci n'est pas essentiel.
Ainsi, la pièce 14,26 peut être fixe, la tige 16 étant montée de façon qu'elle puisse effectuer à la fois une giration et une rotation. Ainsi, au lieu que la tige 10 soit supportée par un organe flexible tel qu'un diaphragme 11, elle peut être reliée par l'intermédiaire d'un joint universel à un arbre monté pour tourner dans des paliers, cet arbre constituant alors l'élément récepteur.
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Il est aussi possible de 'faire'en sorte que la tige
10 effectue un mouvement de giration suivant une trajectoire cylindrique, au lieu d'une trajectoire conique. Ainsi, des systèmes électro-magnétiques semblables à celui de la fig. l peuvent être disposés de façon à agir en phase en des points voisins des deux extrémités d'une tige, lesquelles extrémités soit engagées dans des creusures d'organes montés de façon rdative, ces organes pouvant être accouplés mécaniquement de façon que leurs rotations soient maintenues synchrones.
Au lieu d'utiliser un condensateur 35 comme décrit au sujet de la figure 5 pour produire le déphasage requïs entre les courants-fournis aux deux paires de bobines et pour permettre d'inverser le sens de la giration et, par suite, le sens de rotation, on peut utiliser un dispositif de réac- tion comportant une spire court-circuliée. Par exemple, les deux paires de bobines 28,29 et 30,31 peuvent toutes être connectées en série aux bornes des fils d'alimentation, et un interrupteur peut être prévu grâce auquel un dispositif de réaction à noyau de fer approprié comportant une spire court-circuitée peut être monté en parallèle avec l'une quel- conque des deux paires de bobines.
Les moteurs électriques conformes à l'invention se prê- tent avantageusement à leur application à un système répéti- teur, par exemple en vue de la reproduction à distance d'un mouvement, en raison de la propriété qu'ils possèdent de dé- marrer et de s'arrêter presque instantanément.
Par exemple, l'installation peut comprendre. un moteur ! principal, et un ou plusieurs moteurs asservis, tous ces moteurs étant identiques et conformes à l'invention. L'arbre du moteur principal-peut porter- deux contacts mutuellement isolés et- un bas de commande pourvu d'un troisième contact situé entre les deux premiers et monté pour- tourner autour de l'axe dudit arbre.
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Les troiscontacts sont relies aux bobinas des divers moteurs et at réseau. d'alimentation de tells sorte que, lorsque le troisième contact viant toucher un des deux premiers contacts, les moteurs tournent dans un des sens (c'est à dire dans le sens tendant à provoquer la réouverture des contacts) et que, lorsque le troisième contact vient toucher le second des deux premiers contacts, les moteurs tournent dans le sens opposé.
Par conséquent, lorsque le bras de commande tourne dans un sens quelconque, un contact s'établit entre le troisième con- tact et l'un ou l'autre des deuxpremiers contacts, et tous les arbres des moteurs tournent dans le même sens que le bras de commande.. Lorsque celui-ci est arrêté, les contacts s'ouvrent ettous les moteurs s'arrêtent.
Au lieu d'utiliser des contacts mécaniques pour dé- marrer et arrêter les moteurs dans le sens voulu, on peut uti- liser d'autres moyens tels que; cellulesphoto-électriques, variations de capacité ou d'inductance ou moyens similaires.
Des amplificateurs ou relais appropriés peuvent être prévus aux lieux désirés .
Revendications.