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: COMPAS ELECTROMAGNETIQUE
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La présente invention est relative à un compas électromagnétique pour navires comportant un organe mobile orientable sous l'effet du champ magnétique terrestre comme dans un compas magnétique ordinaire. On sait que les compas de ce dernier type présentent l'inconvénient de ne se préter que très difficilement, et à l'aide de dispositifs délicats et peu surs, à la transmission à distance de leurs indications ce qui empêche d'avoir simultanément la même indication du cap en plusieurs endroits du navire comme cela est désirable.
Cet inconvénient se trouve éliminé dans les compas gyroscopiques qui se prêtent aisément à la télétransmission de leurs indica- tions, mais ces compas sont extrêmement couteux, ils comportent des pièces à usure relativement très rapide et sont sujets à certaines erreurs.
Les appareils faisant l'objet de la présente inven- tion sont des compas donnant les mêmes indications qu'un compas magnétique, c'est-à-dire indiquant le nord magnétique, mais permettent directement la transmission à distance de leurs indications.
Cette propriété procure non seulement l'avantage de pouvoir effectuer les lectures du cap en un ou plusieurs points éloignés de l'organe actif du ,oompas, mais encore, comme cet organe actif est de petites dimensions, ne comporte pas de liquides et ne nécessite aucune surveillance, il est possible de le placer n'importe où, et plus particulièrement en un point éloigné de masses magnétiques pertubatrices, ce qui facilite grandement la compensation. Par exemple, .sur un navire, l'organe directeur ou transmetteur du compas pourra être placé en haut d'un mât, c'est-à-dire loin de la masse magnétique du navire, des moteurs électriques utilisés à bord, etc..
Le compas suivant l'invention est caractérisé par le fait que l'organe mobile s'orientant sous l'action du champ magnétique terrestre est le siège d'une action magnétique périodique et unidirectionnelle.
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L'organe mobile s'orientant dans le champ terrestre est constitué par un système électromagnétique alimenté en cou- rant ondulé qui peut être obtenu par exemple en redressant une seule alternance d'un courant alternatif ordinaire.
Dans ces conditions la composante moyenne non nulle du courant ondulé provoque une aimantation prédominante du sys- tème mobile dans un sens ,déterminé, de sorte qu'il s'oriente dans le champ terrestre comme le ferait un aimant, sous la seule réserve que la période du courant ondulé soit très petite par rapport à la période d'oscillation du système, tandis que la composante alternative est utilisée à la production d'effets d'induction, variables avec l'azimuth du système mobile, et qui servent à la transmission des indications du cap.
Comme autre particularité, il y a lieu d'indiquer que le système fixe des bobines induites est sans fer, et par conséquent ne risque pas d'introduire de perturbations sur le champ terrestre agissant sur la direction de l'élément mobile.
L'organe mobile du compas peut être par exemple constitué par une bobine à axe horizontal mobile autour d'un axe vertical et alimenté par un courant alternatif monmphasé dont une seule alternance est redressée, ou bien par une bobine fixe à axe verticale, alimentée comme ci-dessus, et à l'intérieur de laquelle est monté un fer mobile tournant autour de l'axe vertical de la bobine.
L'organe mobile du compas étant ainsi le siège d'une aimantation ou d'un champ magnétique périodiquement variable, mais de valeur moyenne non nulle, peut à la fois s'orienter sur l'action du champ magnétique terrestre comme un airaant ordi- naire et induire dans des bobinages fixes des courants qui permettent de transmettre à distance l'indication au compas.
Grâce à ces propriétés, le compas conforme à l'in- vention peut être disposé en un endroit du navire inaccessible à l'observation directe et aussi éloigné que possible des masses. magnétiques ou aimantées de la coque, par exemple en haut d'un
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mat, ce qui contribue à augmenter l'exactitude de ses indica- tions.
A titre d'exemples on a décrit ci-dessus et repré- senté au dessin annexé deux formes de réalisation d'un compas suivant l'invention.
La figure 1 représente schématiquement en plan le compas à bobine mobile avec les bobinages induits fixes pour la / télé-transmission.
La figure 2 représente schématiquement 1''ensemble de l'installation comprenant un compas directeur, un répétiteur principal et des répétiteurs secondaires.
,La figure 3 représente une variante d'une partie de l'installation de la figure 2.
La figure 4 représente schématiquement en coupe élévation axiale un compas à bobines fixe et fer mobile.
Comme représenté en figure 1, l'organe orientable ou directeur du compas est constitué par une bobine I à axe horizontal, mobile autour d'un axe vertical 0 sous l'action de la composante horizontale du champ magnétique terrestre et alimentée en courant alternatif dont une seule alternance est redressée et dont la fréquence est de préférence de 'l'ordre de 300 à 500 cycles. La bobine directrice 1 induit des courants dans deux bobines ou cadres fixes 2,3 croisées à angle droit, ces courants étant transmis à distance dans un récepteur permet- tant de reproduire un champ magnétique dont la direction est liée à celle de l'organe directeur 1.
Comme représenté en figure 2, l'ensemble de l'ins- tallation comporte une source de courant alternatif de fréquence convenable alimentant par l'intermédiaire d'un redresseur 4 la bobine directrice 1 du compas. L'ensemble transmetteur constitué par la bobine mobile 1 et les bobines fixes 2, 3 est relié à un répétiteur principal constitué exactement comme le transmetteur par deux bobines croisées fixes 2', 3' et par une bobine mobile 1'. Les bobines 2', 3' du répétiteur sont alimentées respective- ment par les bobines 2,3 du transmetteur soit simplement par
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des conducteurs 5, 5' et 6, 6' (fig.2), soit avec interposition de condensateur d'accord 7, 8 et de résistance d'amortissement
9, 9' et 10, 10'.
Les bobines fixes du répétiteur sont disposées de façon que le champ résultant qu'elles engendrent soit à tout instant parallèle à la direction de l'organe directeur 1; dans ces conditions, lorsque la oobine mobile 1 du répétiteur est parallèle à la bobine directrice 1' du compas, le courant induit dans la bobine l'est nul et la phase de ce courant s'inverse an passage par cette position, ce qui permet d'entraîner cette un bobine l' parToteur inverseur alimenté par le courant induit de cette bobine de façon à l'assujettir à rester constamment parallèle à la bobine 1 du compas directeur. A cet effet, le courant induit de la bobine 1' alimente par l'intermédiaire d'un amplificateur lI, l'un des enroulements 12 d'un moteur-in- verseur 13 dont l'autre enroulement 14 est alimenté par le courant de la source d'alimentation de la bobine 1.
Ce moteur 14 est donc mis en rotation dès que la bobine 1''se décale par rapport à la bobine 1, et ramène cette bobine 1' dans la position où le courant induit est nul, c'est-à-dire au parallèlisme avec la-bobine 1. Le moteur 14 commande, de préférence par l'inter- médiaire d'un réducteur, le transmetteur d'un dispositif de télécommande dont un récepteur commande, en l'asservissant l'arbre de la bobine 1' du répétiteur principal, tandis que d'autres récepteurs entrainent des répétiteurs secondaires en nombre quelconque répartis sur le navire.
Ce dispositif de télécommande peut être par exemple constitué par une liaison connue sous le nom "Selsyn", comportant un transmetteur 15 constitué par un stator 16 alimenté en monophasé,et un rotor triphasé 17, et des récepteurs tels que 18, 18' constitués exactement comme le transmetteur, les enroulements de stators et des rotors de. ces récepteurs étant respectivament reliés aux enroulements du stator et du rotor du transmetteur 15. L'un de ces récepteurs 18 entraine l'arbre de la bobine mobile 1' du répétiteur principal, tandis que les autres récepteurs tels que
18' entrainent les répétiteurs secondaires.
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Bien entendu, au lieu d'un moteur inverseur on peut utiliser un moteur quelconque,dont le sens de rotation est commandé par un relais de phase alimenté par le courant induit dans la bobine mobile l' du répétiteur.
La deuxième forme de réalisation du compas suivant l'invention représentée en figure 4 permet d'éviter les conne- xions assez délicates de la source d'alimentation avec un bobina- ge mobile; des connexions étant réalisées afin d'éliminer les frottements à l'aide de contacts liquides, de préférence à l'aide ae mercure. A cet effet, le compas comporte une bobine fixé 19 à axe vertical CO' alimentée comme précédemment par un courant monophasé dont une seule alternance est redressée et' autour de l'axe de laquelle peut tourner une pièce en fer doux 20 constituant le seul organe mobile du compas.
Cette pièce 20 reçoit ainsi de la bobine 19 une aimantation périodiquement interrompue mais toujours de même sens, donc de valeur moyenne non nulle, de sorte qu'elle s'oriente dans le champ terrestre comme une aiguille aimantée et peut en même temps, grâce aux variations périodiques de l'aimantation, induire dans les bobines fixes telles que 2, 3 (fig. 1) un courant dont l'amplitude et la phase dépendent de la position angulaire de la pièce. Le répé- titeur principal asservi à ce compas 19-20 peut également comporter une bobine fixe et un fer mobile, ou seulement une bobine mobile comme celui de la figure 2 ;
en effet, l'organe mobile du répétiteur étant entrainé par le moteur du dispositif d'asservissement, les frottements des contacts mobiles n'ont pas beaucoup a'importance et ces contacts peuvent être réalisés de la façon usuelle au moyen de bagues ou de frotteurs.
Il est à noter qu'au delà d'un compas directeur et du répétiteur principal l'installation représentée en figure 2 est identique en ce qui concerne la transmission aux répétiteurs secondaires, à celles utilisées avec les compas gyroscopiques, de sorte que ces derniers peuvent être a'isément àoublés sur un
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navire par un compas électromagnétique conforme à 1'.invention commandant, par l'intermédiaire d'un simple commutateur, les mêmes répétiteurs secondaires que le compas gyroscopique.
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Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou modifications qui me paraitraient nécessaires, je revendique comme ma propriété.ex- clusive et privative :
1 - Compas électromagnétique, caractérisé par le @ fait que l'organe mobile s'orientant sous l'action du champ ma- gnétique terrestre est le siège d'une action magnétique pério- dique et unidirectionnelle.
2 - Compas électromagnétique suivant 1, caractérisé par le fait que l'organe mobile orientable du compas est cons- titué par une bobine à axe horizontal, mobile autour d'un axe vertical et alimenté par un courant alternatif monophasé dont une seule alternance est redressée.
3 - Compas électromagnétique suivant, l,caractérisé par le fait que l'organe mobile orientable est constitué par un fer tournant autour d'un axe vertical dans une bobine fixe alimentée en courant alternatif monophasé dont une seule alter- nance est redressée..
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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: ELECTROMAGNETIC COMPASS
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The present invention relates to an electromagnetic compass for ships comprising a movable member which can be oriented under the effect of the terrestrial magnetic field as in an ordinary magnetic compass. It is known that the compasses of the latter type have the drawback of not being used with great difficulty, and with the aid of delicate and insecure devices, for the remote transmission of their indications, which prevents having simultaneously the same. indication of heading at several locations on the vessel as desirable.
This drawback is eliminated in gyroscopic compasses which easily lend themselves to the remote transmission of their indications, but these compasses are extremely expensive, they have parts that wear relatively very quickly and are subject to certain errors.
The devices forming the subject of the present invention are compasses giving the same indications as a magnetic compass, that is to say indicating magnetic north, but directly allow remote transmission of their indications.
This property not only provides the advantage of being able to take heading readings at one or more points remote from the active organ of the, oompas, but also, as this active organ is of small dimensions, does not contain liquids and does not require no surveillance, it is possible to place it anywhere, and more particularly at a point far from disturbing magnetic masses, which greatly facilitates compensation. For example, on a ship, the steering or transmitter organ of the compass could be placed at the top of a mast, that is to say far from the magnetic mass of the ship, the electric motors used on board, etc. .
The compass according to the invention is characterized by the fact that the movable member orienting itself under the action of the terrestrial magnetic field is the seat of a periodic and unidirectional magnetic action.
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The moving member orientating itself in the terrestrial field is constituted by an electromagnetic system supplied with undulating current which can be obtained for example by rectifying a single alternation of an ordinary alternating current.
Under these conditions the non-zero mean component of the undulating current causes a predominant magnetization of the mobile system in a determined direction, so that it orients itself in the terrestrial field as would a magnet, with the sole reservation that the period of the ripple current is very small compared to the period of oscillation of the system, while the AC component is used to produce induction effects, which vary with the azimuth of the mobile system, and which are used for transmission heading indications.
As another particularity, it should be indicated that the fixed system of the induced coils is iron-free, and consequently does not risk introducing disturbances on the terrestrial field acting on the direction of the mobile element.
The movable member of the compass may for example be constituted by a coil with a horizontal axis movable around a vertical axis and supplied by a single-phase alternating current of which a single half-wave is rectified, or else by a fixed coil with a vertical axis, supplied as above, and inside which is mounted a movable iron rotating around the vertical axis of the coil.
The moving part of the compass being thus the seat of a magnetization or of a periodically variable magnetic field, but of non-zero mean value, can at the same time be oriented on the action of the terrestrial magnetic field like an ordinary airaant. and induce currents in fixed coils which allow the indication to be transmitted to the compass at a distance.
Thanks to these properties, the compass according to the invention can be placed in a location on the ship that is inaccessible to direct observation and as far away from the masses as possible. magnetic or magnetized from the shell, for example on top of a
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mat, which helps to increase the accuracy of its indications.
By way of examples, two embodiments of a compass according to the invention have been described above and shown in the accompanying drawing.
Figure 1 shows schematically in plan the moving coil compass with the fixed induced windings for / tele-transmission.
FIG. 2 schematically represents the whole of the installation comprising a steering compass, a main repeater and secondary repeaters.
, Figure 3 shows a variant of part of the installation of Figure 2.
FIG. 4 shows schematically in axial elevation section a compass with fixed coils and movable iron.
As shown in Figure 1, the orientable or directing member of the compass consists of a coil I with a horizontal axis, movable around a vertical axis 0 under the action of the horizontal component of the earth's magnetic field and supplied with alternating current. a single half-wave is rectified and the frequency of which is preferably of the order of 300 to 500 cycles. The directing coil 1 induces currents in two coils or fixed frames 2,3 crossed at right angles, these currents being transmitted remotely in a receiver making it possible to reproduce a magnetic field whose direction is linked to that of the governing body 1.
As shown in FIG. 2, the whole of the installation comprises a source of alternating current of suitable frequency supplying via a rectifier 4 the directing coil 1 of the compass. The transmitter assembly constituted by the voice coil 1 and the fixed coils 2, 3 is connected to a main repeater constituted exactly like the transmitter by two fixed crossed coils 2 ', 3' and by a voice coil 1 '. The coils 2 ', 3' of the repeater are supplied respectively by the coils 2, 3 of the transmitter or simply by
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conductors 5, 5 'and 6, 6' (fig. 2), or with interposition of tuning capacitor 7, 8 and damping resistor
9, 9 'and 10, 10'.
The stationary coils of the repeater are arranged so that the resulting field that they generate is at all times parallel to the direction of the governing body 1; under these conditions, when the moving coil 1 of the repeater is parallel to the directing coil 1 'of the compass, the current induced in the coil is zero and the phase of this current is reversed when passing through this position, which allows to drive this one coil by the inverter motor supplied by the induced current of this coil so as to subject it to remain constantly parallel to the coil 1 of the steering compass. For this purpose, the induced current of the coil 1 'feeds, via an amplifier 11, one of the windings 12 of an inverter motor 13, the other winding 14 of which is supplied by the current of coil power source 1.
This motor 14 is therefore rotated as soon as the coil 1''is shifted relative to the coil 1, and brings this coil 1 'back to the position where the induced current is zero, that is to say at parallelism with the coil 1. The motor 14 controls, preferably by means of a reduction gear, the transmitter of a remote control device of which a receiver controls, by slaving the shaft of the coil 1 'of the repeater main, while other receivers drive secondary repeaters in any number distributed over the ship.
This remote control device can be for example constituted by a link known under the name "Selsyn", comprising a transmitter 15 constituted by a stator 16 supplied in single phase, and a three-phase rotor 17, and receivers such as 18, 18 'constituted exactly like the transmitter, stator windings and rotors. these receivers being respectively connected to the windings of the stator and of the rotor of the transmitter 15. One of these receivers 18 drives the shaft of the voice coil 1 'of the main repeater, while the other receivers such as
18 'train the secondary repeaters.
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Of course, instead of an inverter motor, any motor can be used, the direction of rotation of which is controlled by a phase relay supplied with the current induced in the voice coil 1 ′ of the repeater.
The second embodiment of the compass according to the invention shown in FIG. 4 makes it possible to avoid the rather delicate connections of the power source with a moving coil; connections being made in order to eliminate friction with the aid of liquid contacts, preferably with the aid of mercury. For this purpose, the compass comprises a fixed coil 19 with a vertical axis CO 'supplied as before by a single-phase current of which a single half-wave is rectified and' around the axis of which a piece of soft iron 20 constituting the only member can rotate. compass mobile.
This part 20 thus receives from the coil 19 a magnetization which is periodically interrupted but always in the same direction, therefore of non-zero average value, so that it is oriented in the terrestrial field like a magnetized needle and can at the same time, thanks to the periodic variations of the magnetization, induce in the fixed coils such as 2, 3 (fig. 1) a current whose amplitude and phase depend on the angular position of the part. The main repeater slaved to this compass 19-20 may also comprise a fixed coil and a moving iron, or only a moving coil like that of FIG. 2;
in fact, the movable member of the repeater being driven by the motor of the servo device, the friction of the movable contacts does not have much importance and these contacts can be made in the usual way by means of rings or wipers .
It should be noted that beyond a directing compass and the main repeater, the installation shown in figure 2 is identical as regards the transmission to the secondary repeaters, to those used with the gyroscopic compasses, so that the latter can be easily forgotten on a
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ship by an electromagnetic compass according to 1'.invention controlling, by means of a simple switch, the same secondary repeaters as the gyroscopic compass.
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Having thus described my invention and reserving the right to make any improvements or modifications that seem necessary to me, I claim as my exclusive and private property:
1 - Electromagnetic compass, characterized by the fact that the mobile organ orienting itself under the action of the terrestrial magnetic field is the seat of a periodic and unidirectional magnetic action.
2 - Electromagnetic compass according to 1, characterized in that the orientable movable member of the compass is constituted by a coil with a horizontal axis, movable about a vertical axis and supplied by a single-phase alternating current of which a single half-wave is rectified .
3 - Next electromagnetic compass, 1, characterized in that the orientable movable member is constituted by an iron rotating about a vertical axis in a fixed coil supplied with single-phase alternating current of which only one alternation is rectified.
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