CH312261A - Dispositif moteur sans collecteur, notamment pour instruments de mesure. - Google Patents

Description

  Dispositif moteur sans collecteur, notamment pour instruments de     mesuu@       La présente invention a pour objet un  dispositif moteur sans collecteur, notamment  pour     instruments    de mesure; il est susceptible  d'être utilisé pour entretenir le mouvement  d'un balancier circulaire de montre, par       exemple,    mais il peut aussi être monté     dans          d'autres    appareils tels 'que galvanomètres,       instruments    de     mesure        électriques,    relais sen  sibles,     ete.     



  Ce dispositif moteur est     caractérisé    par le  fait qu'il comprend un anneau fixe de haute  perméabilité magnétique;     d'hystérésis    négli  geable et à très faibles pertes, sur lequel est  enroulé un certain nombre de spires de fil  isolé, groupées en au moins deux bobines iden  tiques diamétralement     opposées,    et un induc  teur aimanté mobile, monté     coaxialement    à cet  anneau.  



  Le     dessin    annexé     représente,    à titre  d'exemple, quatre formes d'exécution de l'ob  jet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en plan de la pre  mière forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue en plan de la seconde  forme d'exécution.  



  La     fig.    3 est une coupe suivant la ligne       III-III    de la     fig.    2.  



  Les     fig.    4 et 5 sont des coupes axiales des  deux dernières     formes    d'exécution.  



  Le dispositif moteur     sans    collecteur repré  senté à la     fig.    1     est    à deux     pôles.    Il comprend  deux bobines 1 branchées en opposition,     enrou-          lée,-,    autour d'un anneau 2 fixé à une platine  3 en matière non magnétique: laiton, alumi-         nium,    matière     plastique,    etc. Lorsque     les    bo  bines 1 sont parcourues simultanément par un.

    même courant     continu,    elles fournissent deux  demi-flux 4 dont     le    sens est donné par les  flèches 5, et qui créent sur l'anneau 2     deux     pôles N et S diamétralement opposés. L'an  neau 2 est de préférence constitué de rondelles  en tôle mince ou établi en poudre magnétique  frittée. Un aimant droit permanent 6, soli  daire par exemple<B>du</B>     balancier    (non repré  senté) d'une pièce d'horlogerie ou d'un organe  indicateur d'un     instrument    de mesure, pivote  autour dé l'axe 7 passant parle centre de l'an  neau 2.  



  Le second exemple représenté au dessin       (fig.    2 et 3)     est    analogue au précédent, mais  comprend quatre     pôles.    Quatre     bobines    1 sont  enroulées sur l'anneau 2 et     alimentées    de telle  façon que les flux     successifs    4 qu'elles créent  le long de l'anneau 2 soient de sens inverses,  comme l'indiquent les flèches 5. L'anneau 2       est    ici     constitué    de rondelles en tôle mince,  tenues     ensemble    au moyen de     rivets    8, mais ces  rondelles pourraient aussi être collées au ver  nis.

   L'aimant permanent 9 a la forme d'une  croix et présente quatre pôles     alternés,    comme  l'indique la     fig.    2.  



  Dans les deux exemples précédents, l'an  neau 2, fait par exemple en      Anhyster ,    pré  sente une haute perméabilité magnétique, une       hystérésis    négligeable et de     très    faibles pertes.  La réluctance du circuit magnétique (non       représenté)    de l'aimant permanent est cons  tante, c'est-à-dire indépendante de sa position      par rapport à l'anneau portant le bobinage.

    Si l'aimant mobile     est        astreint    par un ressort  à occuper une position déterminée lorsque le  bobinage     n'est    parcouru par     aucun    courant,  l'aimant reviendra toujours, par suite des pro  priétés     magnétiques    de l'anneau, à sa position  initiale, quelle que soit la. cause qui l'a dé  placé.  



  Le bobinage enroulé directement sur l'an  neau 2 peut être constitué d'un très     grand     nombre de spires d'un fil aussi fin qu'on  le voudra, et cela     sans    difficulté pour l'opéra  teur,     puisque    le support     est    rigide.

   Ceci est       particulièrement        intéressant    pour     les        très    pe  tites puissances requises dans les montres élec  triques et pour     les        instruments    de mesure       (millivoltmètres    et     milliampèremètres    en par  ticulier) mettant en jeu des forces très petites  avec des     courants    très faibles circulant dans  des fils extrêmement fins.  



  Le bobinage peut comprendre autant de  paires de     bobines    mises consécutivement en  opposition les     unes    par rapport aux autres  pour constituer autant de paires de pôles que  l'on voudra.  



  L'inducteur,     constitué    par un aimant per  manent de grande force coercitive, comme  ceux que l'on trouve actuellement     sur    le mar  ché,     est    placé à l'intérieur de l'anneau 2, de  telle sorte que celui-ci     embrasse    pratiquement  la totalité du flux émis par l'aimant.     Etant     parfaitement centré à l'intérieur de l'anneau,  l'aimant n'aura aucune position préférentielle  par rapport au bobinage quand celui-ci ne  reçoit aucun courant.  



  L'anneau 2     constitue    un écran magnétique  contre l'action de tout champ     extérieur,    car il  capte pratiquement la totalité du flux émis  par l'aimant, de telle sorte que le champ dans  l'entrefer ne peut pas être troublé.  



  Si l'aimant possède plus d'une paire de  pôles, il devient     astatique,    donc complètement       indifférent    à tout champ magnétique exté  rieur, en particulier au champ terrestre.  



  L'aimant inducteur central     pourrait    avoir  la forme d'un     cylindre    coaxial à l'anneau 2,  et comporter autant de paires de pôles que  l'on voudra; le nombre de ces paires sera, en    généras, égal au nombre de paires de     bobines     induites 1.

   L'emploi d'un dispositif à plusieurs  paires de pôles sera particulièrement intéres  sant lorsqu'on voudra obtenir de grands cou  ples sur de     faibles    déplacements     angulaires,     dans     les        relais    par exemple, ou dans les     hor-          loges    ou     montres    électriques     dans    lesquelles on  cherche à avoir de     fortes    impulsions de courte  durée et à se soustraire au champ terrestre,  ou dans les moteurs à faible vitesse angulaire  (moteurs synchrones pour courant alternatif).  



  Lorsque le dispositif moteur est destiné à  être monté dans un instrument de mesure  électrique, à courant continu, on obtiendra.  sans difficulté la proportionnalité des dévia  tions avec le courant, par une répartition uni  forme     sur    l'anneau des spires du bobinage. En  revanche,     si    l'on désire un grand couple avec  un faible déplacement angulaire - pour des  relais par exemple - on pourra concentrer  le bobinage en face des pôles de l'aima-nt. Dans  les instruments de mesure électrique, on  pourra obtenir telle échelle que l'on voudra,  en agissant uniquement sur la répartition du  bobinage (échelle dilatée au centre ou, au con  traire, aux extrémités), sans toucher aux  cotes du circuit     magnétique    (aimant et  anneau).  



  Le dispositif décrit est     extra-plat.    Il per  met d'obtenir au besoin un déplacement angu  laire voisin de 180 .  



  L'entrefer peut être choisi relativement  petit, d'où augmentation du champ et de la  sensibilité, d'une part, et plus grande faci  lité de fabrication, d'autre part.  



  Il est en outre possible de réaliser un amor  tisseur efficace des oscillations de l'équipage  mobile (aimant), dans les     instruments    de me  sure électrique munis d'un ressort de rappel,  par un bobinage auxiliaire fermé sur lui-même  et formé, par exemple, d'un ruban de cuivre  nu enroulé directement sur l'anneau fixe.  



  Pour que le fonctionnement du     dispositif     décrit soit     intéressant,    il convient  a) d'employer des aimants à très grande  force coercitive ou d'avoir un champ induc  teur     intense;         b) d'utiliser pour l'anneau des tôles minces  ou des fils fins de haute perméabilité magné  tique et     d'hystérésis    négligeable, des     poudres     magnétiques     frittées    ou des composés d'oxydes  de fer tels qu'on les emploie dans les trans  formateurs à haute fréquence.  



  On pourra au besoin fractionner l'anneau  magnétique en deux parties égales et     semi-          cylindriques    pour faciliter le bobinage sur des  montages simples, sans avoir à utiliser des       machines    spéciales pour le bobinage de tores,  qui devient difficile quand le diamètre des  tores est     très    petit. Ce cas     est    précisément  illustré dans les     fig.    1 et 2, où les lignes in  terrompues 10 représentent la coupure de  l'anneau.  



  Il est clair. que le dispositif décrit, s'il est  alimenté en courant continu, ne peut fournir  un couple utile que sur une fraction de tour  (maximum 180  pour un dispositif bipolaire,  90  pour un     dispositif        tétrapolaire,    etc.), car  dès que l'axe magnétique de l'aimant coïncide  avec celui des pôles de noms contraires     créés     par le passage du courant dans le bobinage,  le couple devient nul et s'inverse si le mouve  ment continue dans le même sens.  



  Alimenté en     côurant    alternatif, et lancé au  préalable, le dispositif peut constituer un mo  teur synchrone de     construction    très simple et  qui peut être muni de     dispositifs    connus de  démarrage automatique.  



  Par l'emploi des aimants modernes, de très  grande puissance magnétique spécifique, on  obtient un équipage mobile,     constitué    par l'ai  mant lui-même, qui peut être très court et  léger, tandis qu'on peut donner des dimensions  beaucoup plus importantes au reste du circuit  magnétique qui ferme le champ de l'aimant et       sur    lequel on dispose de toute la place que  l'on désire pour placer le bobinages C'est de  cette disposition que découlent les nombreux  avantages énumérés ci-dessus.  



  Dans le cas où l'on n'est pas gêné par  l'encombrement axial et où il     n'est    pas néces  saire d'avoir un dispositif     extra-plat,    mais où  l'on cherche le     plus    grand moment d'inertie       possible,    on peut disposer l'inducteur aimanté  à l'extérieur de     l'anneau,    ce qui permet l'em-         plo'i    d'un aimant 11 de plus grandes dimen  sions, donc de flux beaucoup plus important,  comme le montre la     fig.    4.  



  On peut     aussi    constituer l'anneau magné  tique d'un -ruban de tôle de haute perméabilité,  enroulé     sur    lui-même, et     disposer    en regard  de chacune de ses faces latérales un aimant       bi-    ou     multipolaire    12, comme le représente la       fig.    5.     Il    va de soi que     les    deux     aimants    12  sont     solidaires        l'un.    de l'autre. Cette dispo  sition aurait l'avantage de doubler l'utilisa  tion du     fil    du bobinage, donc la     puissance    du  dispositif.

    



  Enfin, si l'on cherche à réduire     l'entrefer,     on peut denteler la surface de l'anneau située  en regard de l'inducteur, à l'image     des        moteurs     industriels, à     induits    à encoches dans     les-          quelles    on place le bobinage.     Dans    ce cas, le  pas dentaire de<B>là</B> dentelure sera une fraction  de l'arc polaire de l'inducteur.  



  Le     dispositif    décrit peut être monté sans.  difficultés dans des millivoltmètres     sensibles,     des     pyromètres,        fluxmètres    ou photomètres,  par exemple, à     très    faible     résistance    électrique,  étant     donné    qu'on n'a pas à amener le cou  rant à un bobinage mobile par     l'intermédiaire     de spiraux ayant une     résistance    relativement  considérable par     rapport    à celle du bobinage,  comme le cas se présente dans les instruments  à cadre mobile,

   ceux-ci étant par     ailleurs    de  fabrication beaucoup     plus    délicate et plus  coûteuse.  



       Dans    toutes les formes d'exécution repré  sentées comprenant un anneau bobiné fixe et  un aimant mobile, on     constate    l'indépendance  totale - par construction - de l'organe mo  bile par rapport à l'organe fixe, de telle sorte  que l'organe mobile peut accomplir dans     un     sens ou dans l'autre autant de révolutions  qu'on le désire, contrairement à ce qui se passe  dans un     instrument    à cadre mobile où le  mouvement de celui-ci est limité à une fraction  de tour par .la présence nécessaire du support  du noyau     central        fixe    d'une des     masses    po  laires,

Claims (1)

1. REVENDICATION: Dispositif moteur sans collecteur, notam ment pour instruments de mesure, caractérisé -par le fait qu'il comprend un anneau fixe de haute perméabilité magnétique, d'hystérésis négligeable et à très faibles pertes, sur lequel est enroulé un certain nombre de spires de fil isolé, groupées en au moins deux bobines iden tiques diamétralement opposées, et un indue teur aimanté mobile, monté coaxialement à cet anneau.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1: Dispositif -selon la revendication, carac térisé en ce que l'inducteur aimanté est disposé à l'intérieur de l'anneau. 2. Dispositif selon la revendication, earac- térisé en ce que l'inducteur aimanté est dis- posé à l'extérieur de l'anneau. 3.. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'inducteur aimanté est dis posé sur les côtés de l'anneau.

   4. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'inducteur aimanté possède plus d'une paire de pôles, de sorte qu'il de vient astatique. 5. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'inducteur aimanté est cons titué par un aimant permanent à grande force coercitive. 6. Dispositif selon la revendication, carac térise en ce que l'anneau est constitué de ron delles en tôle mince. 7. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'anneau est établi en poudre magnétique frittée. .8. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'anneau est constitué de com posés d'oxydes de fer. 9.

   Dispositif selon. la revéndication, carac térisé en ce que l'anneau est formé d'un ruban de tôle enroulé sur lui-même. 10. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que l'anneau est fractionné en deux parties égales et semi-cylindriques en vue de faciliter le bobinage. 11. Dispositif selon la revendication, carae- téris6 en ce due la surface de l'anneau située en regard de l'inducteur aimanté est dentelée. 12.

   Dispositif selon la sous-revendication 11, caractérisé en ce que le pas dentaire de ladite dentelure est une fraction de l'arc polaire de l'inducteur aimanté. 13. Dispositif selon la revendication, carac térisé en ce que le-nombre des paires de bo bines est égal au nombre des paires de pôles de l'inducteur aimanté. 14. Dispositif selon la revendication, des tiné à être monté dans un appareil de mesure électrique à courant continu, caractérisé en ce que les spires du bobinage sont réparties de façon uniforme sur l'anneau en vue d'assu rer la proportionnalité des déviations avec le courant. 15.

   Dispositif selon la revendication, des tiné à être monté dans un appareil de mesure électrique à courant continu, caractérisé en ce que les spires du bobinage sont réparties sur l'anneau de façon à obtenir une échelle non linéaire. 16. Dispositif selon la revendication, des tiné à être monté dans un relais, caractérisé en ce que les spires du bobinage sont. concen trées en face des pôles de l'inducteur aimanté, en vue d'obtenir un grand couple avec un faible déplacement angulaire. 17.

   Dispositif selon la revendication, des tiné à être monté dans un appareil de mesure électrique à courant continu, caractérisé par le fait qu'il comprend un amortisseur des oscillations de l'équipage mobile, cet amor tisseur étant constitué par un bobinage auxi liaire enroulé sur l'anneau et fermé sur lui- même. 18. Dispositif selon la sous-revendication 17, caractérisé ente que ledit bobinage auxiliaire est formé d'un ruban métallique nu fermé sur lui-même.