<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne une machine à courant continu d'après le prin- cipe du moteur à aimant avec un rotor à aimant permanent. Elle est caractérisée par ce que l'aimant de champ est préaimanté là où l'excitation de champ électro- magnétique produite est de sens opposé à la préaimantation.
Grâce à cela on obtient;que, au contraire des machines à courant continu connues de ce genre, le sens du courant qui parcourt la bobine de champ reste toujours constant. D'autre part, il n'est plus nécessaire de commuter par un mécanisme éohangeur de pôles, l'excitation de champ à un instant déterminé par rapport à la position du rotor.
Il suffit d'un simple interrupteur, qui coupe et rétablit en phase la tension dans la bobine de champ. Les formes d'exécution qui sont possibles d'après ce principe se différentient essentiellement par le nombre de pôles sur le stator comme sur le rotor.
Dans les dispositions multipolaires la valeur du couple est plus uni- forme tout le long d'un tourdecrotation, de sorte que cette forme de réalisation présente certains avantages par de nombreux buts d'utilisation.
Dans le cas où on augmente le nombre de pôles du stator, il faut na- turellement augmenter également le nombre des interrupteurs, au cas où les bobi- nes d'excitation disposées sur les pôles doivent être mises en circuit les unes après les autres.
Dans une forme particulière de l'invention, la prémagnétisation de l'aimant de champ est réalisée par des aimants permanents.
Mais elle peut également, suivant l'invention, être obtenue par un enroulement spécial alimenté en courant continu.
Ce dernier est avantageux lorsqu'il y a de fortes variations de ten- sion, car dans ce cas, aussi bien le courant de préaimantation à écoulement per- manent, que le courant d'excitation passant par l'interrupteur, varient de la même manière que la tension.
Conformément à l'invention, l'aotionnement de l'interrupteur comman- dant le courant de champ, peut être obtenue par des cames ou organes analogues, à partir de l'axe de rotation du rotor.
Une telle disposition peut trouver son emploi de même manière dans une génératrice ou dans un moteur à courant continu.
Suivant une autre forme de l'invention, la commande du courant de champ peut être réalisée par commutateurs électriques tels que des valves, transis- tors ou analogues, qui reçoivent leur tension de fonctionnement de la bobine d'excitation ou de pôles auxiliaires spéciaux excités par l'armature d'un aimant permanent rotatif en forme d'ancre.
En outre ces pôles auxiliaires peuvent être disposés à la façon des balais dans une machine à courant continu, et peuvent être tournés et décalés par rapport aux aimants de champ. De cette manière il y a possibilité d'un régla- ge précis du point de commutation par rapport à la position du rotor.
Cette forme d'exécution est encore spécialement avantageuse lorsque le moteur est prévu par de très hautes tensions et pour des puissances élevées.
Cette disposition offre également des avantages lors de l'emploi com- me génératrice.
Cependant conformément à l'invention la commande du courant de champ de la machine conforme à l'invention, peut également être effectuée au moyen de dispositifs de contact qui sont actionnés indépendamment de l'axe du rotor.
Ce mode de commande de courant de champ donne la possibilité de faire tourner le moteur en synchronisme avec l'arbre qui entraîne le dispositif de con-
<Desc/Clms Page number 2>
De cette manière on peut réaliser des entraînements à distance à vi- tesse de rotation précise, par exemple, pour compteurs de leurs ou analogues.
Dans les installations de ce genre on a cependant la possibilité de choisir le rapport des vitesses de rotation entre l'axe entraîneur des contacts et le moteur, différent de l'unité, avec un rapport de transmission aussi bien inférieur que supérieur à 1.
Mais il est aussi possible de construire grâce à cette commande des contacts des mécanismes de compteurs à distance, dans lesquels le courant de champ n'est pas créé, au moyen d'une installation de contacts rotative et à ac- tion périodique, mais par des impulsions isolées de même direction.
Cette forme de réalisation trouve son emploi par exemple pour le comptage d'impulsions dans la technique des transmissions, par exemple comme compteur de conversation, ou dans la technique des coffrets d'éclairage ou comme compteurs de course dans les machines. Par rapport aux installations connues ser- vant au même but, dans lesquelles sont prévues des cliquets de coupure ou des mo- yeux à croix de malte ou autres, la solution de l'invention donne un appareil fonctionnant absolument sans pièces d'usure dans les pièces d'entraînement.
Dans une autre forme de l'invention, l'installation de contact est de forme oscillatoire, mécanique ou électrique, ce qui rend possible le maintient constant de la vitesse de rotation de la machine, de manière avantageuse pour son emploi comme moteur.
Les machines à courant continu à vitesse constante sont nécessaires dans beaucoup de cas tels que, par exemple, pour l'entraînement d'appareils de mesure enregistreurs, de téléscripteurs, etc.
Une utilisation particulièrement avantageuse de la machine de l'in- vention à vitesse régulée, existe dans le domaine des appareils à toupie.
Le moteur de l'invention est particulièrement approprié pour l'obten- tion de vitesses de rotation élevées, particularité qui le fait paraître parti- culièrement avantageux pour le domaine d'utilisation déjà indiqué.
Mais comme dans de tels appareils une bonne constance de la vitesse de rotation est une condition supplémentaire, le moteur de l'invention, avec ré- gulation du nombre de tours, apparaît particulièrement approprié à ce but, sur- tout s'il est, grâee à un commutateur électronique tel que, par exemple, un transistor, exempt de tout organe commutateur mobile.
La nouvelle machine convient également particulièrement bien pour les machines outils à grande vitesse de rotation, ou autres buts analogues pour les raisons indiquées plus haut.
Les figures montrent deux exemples de réalisation de la machine à cou- rant continu de l'invention, dans une représentation simplifiée, c'est-à-dire:
La figure 1 est une vue schématique d'un moteur avec stator à deux pôles et rotor à deux pôles.
La figure 2 est un moteur avec stator à quatre pôles et rotor à six pôles.
La figure 3 est un tableau indiquant dans quel ordre sont branchées dans le temps, les quatre bobines de stator du moteur de la figure 2.
Le moteur à aimant de la figure 1 se compose d'un stator et d'un ro- tor 2.
La couronne magnétique du stator est formée par une carcasse en forme d'arche 1, en matière ferromagnétique et les deux masses polaires 4 et 5 également
<Desc/Clms Page number 3>
en matière ferromagnétique. Aussi bien la carcasse 1 que les masses polaires 4 et 5, sont pour le but poursuivi, constituées en tôles minces isolées entre elles et empilées l'une sur l'autre comme dans les moteurs à courant alternatif.
Entre ladite carcasse 1 et les pôles 4 et 5 sont prévus des aimants permanents 6 et 7 en matière à haute force coercitive et magnétisme rémanent, telles que par exemple de la ferrite au baryum anisotrope, dont la polarité est indiquée par N et S.
Les pièces polaires 4 et 5 présentent des prolongements 8 et 9 en formes de faucilles par lesquelles, d'une manière connue, on détermine un sens déterminé de rotation du rotor.
Sur les pièces polaires 4 et 5 sont disposés des enroulements 10 et 11 qui sont alimentés par une batterie à courant continu 12 à travers des canali- sations 13, 14.
Le rotor 2 en matière à haute force coercitive et aimantation perma- nente est aimanté en direction d'un diamètre, comme l'indiquent également N et S.
Il est monté tournant sur l'arbre 15 sur lequel est prévue une came 16 qui actionne le contact 17 à chaque tour.
Les étincelles produits à l'ouverture de ce contact, peuvent être étouffées au moyen d'un condensateur 18. Le mode de fonctionnement est celui ré- sultant sans plus des détails de la prescription plus haut.
Le moteur à aimant de la figure 2 est composé d'un rotor à six pôles 20 et d'un stator à quatre pôles. Le circuit magnétique du stator est constitué par la couronne 22, les quatre pièces polaires 23 en matière ferromagnétique, qui sont constituées en tôles empilées également pour le but poursuivi, et les quatre aimants permanents en matière à haute force coercitive et aimantation rémanente 24, disposées entre pôles et couronne et dont la polarité est indiquée par N. et S. Les pièces polaires 23 portent chacune un enroulement 25, alimenté par une batterie à courant continu non représentée.
Le rotor à six pôles, en matière à haute force coercitive et magné- tisme rémanent, est monté tournant sur l'arbre 26.
Sur cet arbre est disposé un disque à cames, non représenté portant trois cames décalées de 20 .
Ce disque actionne quatre interrupteurs décalés entre eux de 90 éga- lement non représentés, qui mettent en circuit avec la batterie, les quatre bo- bines 25 suivant un ordre déterminé. L'ordre dans lequel, les quatre bobines, dé- signées par les lettres a à d sont branchées, est indiqué dans la figure 3.
En outre la position zéro correspond à l'état non branché.
Si on met le moteur en circuit, deux des bobines de champs a à d sont débranchées à chaque rotation de 50 .
Dans cet état de branchement la polarité des pôles intéressés change sous l'action du flux des bobines de champ 'branchées. Ces polarités modifiées sont indiquées dans la figure 3 par un cercle autour des lettres N et S intéres- sées.
Les positions obtenues après chaque rotation de 30 sont alignées par les chiffres 1 à 12.,
Les quatre interrupteurs avec le disque à cames n'ont pas été représen- tés dans la figure 2 pour simplifier le dessin, et parce qu'une telle disposition est courante pour le spécialiste. Plus spécialement la représentation est inutile parce que le choix des contacteurs, que ce soit des commutateurs mécaniques, des transistors ou des tubes électroniques, est fait suivant les circonstances d'em- ploi comme mentionné dans la description ci-avant.
<Desc/Clms Page number 4>
Tandis que dans le moteur de la figure 1 le sens de rotation est dé- terminé par la construction mécanique on peut, dans le moteur de la figure 2, changer le sens par l'ordre de la commutation des quatre enroulements 25.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisation décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'au- tres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a direct current machine based on the principle of a magnet motor with a permanent magnet rotor. It is characterized in that the field magnet is pre-magnetized where the electromagnetic field excitation produced is in the opposite direction to the pre-magnetization.
Thanks to this we obtain that, unlike known direct current machines of this kind, the direction of the current which travels through the field coil always remains constant. On the other hand, it is no longer necessary to switch, by means of a pole exchanger mechanism, the field excitation at a determined instant with respect to the position of the rotor.
All that is needed is a simple switch, which cuts and re-establishes the voltage in the field coil in phase. The embodiments which are possible according to this principle differ mainly in the number of poles on the stator as on the rotor.
In multipolar arrangements the value of the torque is more uniform throughout a rotational revolution, so this embodiment has certain advantages for many purposes of use.
If the number of poles of the stator is increased, the number of switches must naturally also be increased, in the event that the excitation coils arranged on the poles have to be switched on one after the other.
In a particular form of the invention, the premagnetization of the field magnet is carried out by permanent magnets.
But it can also, according to the invention, be obtained by a special winding supplied with direct current.
The latter is advantageous when there are large variations in voltage, because in this case both the permanent flowing pre-magnetization current and the excitation current passing through the switch vary in the same way. way that tension.
According to the invention, the actuation of the switch controlling the field current can be obtained by cams or the like, from the axis of rotation of the rotor.
Such an arrangement can find its use in the same way in a generator or in a direct current motor.
According to another form of the invention, the control of the field current can be achieved by electrical switches such as valves, transistors or the like, which receive their operating voltage from the excitation coil or from special excited auxiliary poles. by the armature of a rotating permanent magnet in the form of an anchor.
Furthermore, these auxiliary poles can be arranged like brushes in a direct current machine, and can be rotated and offset with respect to the field magnets. In this way there is the possibility of a precise adjustment of the switching point in relation to the position of the rotor.
This embodiment is also particularly advantageous when the motor is provided for very high voltages and for high powers.
This arrangement also offers advantages when used as a generator.
However, according to the invention, the control of the field current of the machine according to the invention can also be effected by means of contact devices which are actuated independently of the axis of the rotor.
This field current control mode provides the ability to rotate the motor in synchronism with the shaft which drives the controller.
<Desc / Clms Page number 2>
In this way it is possible to realize remote drives with precise rotational speed, for example, for meters of theirs or the like.
In installations of this type, however, it is possible to choose the ratio of the speeds of rotation between the drive axis of the contacts and the motor, different from unity, with a transmission ratio both lower and higher than 1.
But it is also possible to construct, thanks to this control of the contacts, mechanisms of remote meters, in which the field current is not created, by means of a rotary and periodically acting contact installation, but by isolated pulses from the same direction.
This embodiment finds its use, for example, for counting pulses in transmission technology, for example as a conversation counter, or in the technique of lighting boxes or as stroke counters in machines. Compared to known installations serving the same purpose, in which cut-off pawls or Maltese cross eyes or the like are provided, the solution of the invention gives an apparatus which operates absolutely without wearing parts in the parts. drive parts.
In another form of the invention, the contact installation is of oscillatory, mechanical or electrical form, which makes it possible to keep the speed of rotation of the machine constant, advantageously for its use as a motor.
Direct current machines at constant speed are required in many cases such as, for example, for the drive of measuring recording devices, teleprinters etc.
A particularly advantageous use of the machine of the invention at regulated speed exists in the field of router devices.
The motor of the invention is particularly suitable for obtaining high rotational speeds, a feature which makes it appear particularly advantageous for the field of use already indicated.
But as in such devices a good constancy of the speed of rotation is an additional condition, the motor of the invention, with regulation of the number of revolutions, appears particularly suitable for this purpose, especially if it is, thanks to an electronic switch such as, for example, a transistor, free of any moving switch member.
The new machine is also particularly suitable for high rotational speed machine tools, or other similar purposes for the reasons indicated above.
The figures show two exemplary embodiments of the direct current machine of the invention, in a simplified representation, that is to say:
FIG. 1 is a schematic view of a motor with a two-pole stator and a two-pole rotor.
Figure 2 is a motor with a four-pole stator and a six-pole rotor.
Figure 3 is a table indicating in which order are connected in time, the four stator coils of the motor of Figure 2.
The magnet motor in figure 1 consists of a stator and a rotor 2.
The magnetic crown of the stator is formed by an arch-shaped carcass 1, in ferromagnetic material and the two pole masses 4 and 5 also
<Desc / Clms Page number 3>
in ferromagnetic material. Both the carcass 1 and the pole masses 4 and 5, are for the purpose pursued, made of thin sheets isolated from one another and stacked one on top of the other as in AC motors.
Between said carcass 1 and the poles 4 and 5 are provided permanent magnets 6 and 7 made of material with high coercive force and remanent magnetism, such as for example anisotropic barium ferrite, the polarity of which is indicated by N and S.
The pole pieces 4 and 5 have extensions 8 and 9 in the form of sickles by which, in a known manner, a determined direction of rotation of the rotor is determined.
On the pole pieces 4 and 5 are arranged windings 10 and 11 which are supplied by a direct current battery 12 through conduits 13, 14.
The rotor 2 made of material with high coercive force and permanent magnetization is magnetized in the direction of a diameter, as also indicated by N and S.
It is rotatably mounted on the shaft 15 on which is provided a cam 16 which actuates the contact 17 at each turn.
The sparks produced when this contact opens can be suppressed by means of a capacitor 18. The operating mode is that resulting without more details from the above prescription.
The magnet motor of Figure 2 is composed of a six pole rotor 20 and a four pole stator. The magnetic circuit of the stator consists of the crown 22, the four pole pieces 23 of ferromagnetic material, which are made of sheets stacked also for the purpose pursued, and the four permanent magnets of material with high coercive force and remanent magnetization 24, arranged between poles and crown and whose polarity is indicated by N. and S. The pole pieces 23 each carry a winding 25, supplied by a DC battery not shown.
The six-pole rotor, made of material with high coercive force and remanent magnetism, is rotatably mounted on shaft 26.
On this shaft is disposed a cam disc, not shown bearing three cams offset by 20.
This disc actuates four switches offset from each other by 90, also not shown, which put the four coils 25 into circuit with the battery in a determined order. The order in which the four coils, denoted by the letters a to d are connected, is shown in figure 3.
In addition, the zero position corresponds to the not connected state.
If the motor is switched on, two of the field coils a to d are disconnected at each rotation of 50.
In this state of connection the polarity of the poles concerned changes under the action of the flux of the connected field coils. These modified polarities are indicated in figure 3 by a circle around the letters N and S concerned.
The positions obtained after each rotation of 30 are aligned by the numbers 1 to 12.,
The four switches with the cam disc have not been shown in Figure 2 to simplify the drawing, and because such an arrangement is common to the specialist. More especially the representation is unnecessary because the choice of the contactors, whether mechanical switches, transistors or electron tubes, is made according to the circumstances of use as mentioned in the description above.
<Desc / Clms Page number 4>
While in the motor of figure 1 the direction of rotation is determined by the mechanical construction, it is possible, in the motor of figure 2, to change the direction by the order of the switching of the four windings 25.
It is obvious that the invention is not limited only to the exemplary embodiments described and represented on the basis of which other embodiments can be provided without thereby departing from the scope of the invention.