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L'invention concerne un dispositif pour stabiliser la vitesse de rotation d'un moteur.
Un dispositif connu pour stabiliser la vitesse de rotation de moteurs fait usage des forces centrifuges créées par la vitesse de rotation. Afin de tirer parti de ces forces centrifuges, elles doivent être transmises entièrement ou partiellement d'un organe en rotation à un dispositif de réglage. Ceci demande un dispositif assez complique, généralement peu sensible.
L'invention fournit une forme de construction plus simple ou bien plus sensible que celles connues .
Suivant l'invention, le moteur estchargé par un système de résonance mécanique fonctionnant dans le voisinage de sa fréquence de résonance et dont le couple de charge, qui augmente fortement à la résonance, exerce un effet stabilisateur sur la vitesse de rotation du moteur.
L'invention est basée sur l'idée que l'entraînement d'un système de résonance mécanique dans le voisinage de sa fréquence de résonance demande beaucoup d'énergie comparativement à l'entraînement de ce système hors de la zone de fréquence de résonance. De ce fait, à la fréquence de résonance du système de résonance mécanique, la charge du moteur augmentera brusquement d'une manière notable de sorte que lorsque le moteur est d'un type dans lequel la vitesse de rotation tombe à charge croissante, par exemple un moteur électrique à excitation-série, on obtient un effet stabilisateur de la vitesse de rotation du moteur. Le choix d'un système de résonance mécanique à fréquence de résonance déterminée, permet de stabili- ser de cette façon la vitesse de rotation désirée d'un moteur.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant,bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente un dispositif conforme à l'invention dans lequel un moteur entraîne une charge utile, et comporte un système de résonance métallique actionné dans le voisinage de sa fréquence de résonance.
La fig. 2 représente undispositif analogue à celui de la fig.
1, qui engendre un couple variable avec la vitesse de rotation du moteur.
La fig. 3 est une vue d'une partie ne tournant pas librement montée de façon que le couple de charge réagit sur un organe qui commande la vitesse de rotation du moteur.
La fig. 4 est une variante de la forme de réalisation repré- sentée sur la fig. 1.
La fig. 5 est une forme de réalisation dans laquelle le moteur est accouplé, par l'intermédiaire d'un différentiel, à la partie entraînée du système de résonance.
Sur la fig. 1, le dispositif comporte un système de résonance 1-4, constitué par une première partie 1, qui est entraînée par le moteur 2, par l'intermédiaire d'une transmission 3, et par une seconde partie 4, qui est suspendue, de manière qu'elle ne puisse pas tourner librement, par des ressorts 5 uniformément répartis sur la périphérie.
Le moteur 2, par exemple un moteur à excitation série, entraîne non seulement le système de résonance 1,4, mais aussi une charge utile 15. La partie 4 peut être suspendue, par exemple à l'aide de lames de ressort 5', de façon qu'elle ne puisse effectuer facilement que des mouvements axiaux. Toutefois, la partie 4 peut également être montée de façon qu'elle ne puisse effectuer facilement que des mouvements dans la direction tangentielle, par exemple en montant la partie 4 sur un axe supporté par un palier universel 5" (représenté en pointillés).
De préférence, les deux parties 1 et .+ sont constituées par
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un circuit magnétique discoïde en matière magnétique permanente, dans lequel on a aimanté, dans la direction axiale, les poles N et S ceux-ci engendrent un champ magnétique qui le long de la ligne primitive T (voir fig.
3) change chaque fois de sens. Lorsque la partie 1 du système de résonance est entraînée par le moteur 2, des forces d'attraction et des forces de répulsion seront exercées à tour de rôle sur la partie 4. Lorsqu'on augmente la vitesse de rotation du moteur 2, à un moment déterminé, lorsque la vitesse a atteint une valeur déterminée, le système entre en résonance ce qui augmente brusquement la charge du moteur. Cette brusque augmentation de la charge exerce un effet stabilisateur sur la vitesse de rotation du moteur.
Le choix de la fréquence de résonance du système permet de sta- biliser le moteur à une vitesse de rotation désirée. Une modification de la fréquence de résonance mécanique permet de stabiliser la vitesse de rotation du moteur sur une autre valeur. On peut en tirer parti non seulement pour entraîner la charge utile 15 à une vitesse constante, mais également pour créer un mouvement vibratoire de grande amplitude, le système de résonance 1-4 faisant office de charge utile.
Afin de réduire les forces axiales sur la partie 4 lors de l'utilisation du palier 5", on peut disposer des deux côtés de cette partie 4 des disques magnétiques du genre décrit, (non représentés sur le dessin) qui sont entraînés tous deux par l'intermédiaire de la transmission 3.
Sur la fig. 2, la partie 4 est suspendue élastiquement dans un corps 6, en forme de couvercle, qui est suspendu, à l'aide de ressort 7, de façon qu'il ne puisse tourner librement dans la direction tangentielle alors qu'il est supporté rigidement dans la direction axiale par un palier universel 6'. Suivant le couple que la partie 1 transmet à la partie 4, le corps 6 déviera dans la direction tangentielle jusqu'au moment où les ressorts 7 provoquent un couple antagoniste égal au couple transmis par la partie 1 à la partie 4. La fig. 3 représente schématiquement comment on peut tirer parti de ce couple pour stabiliser en même temps, de façon indirecte, la vitesse de rotation du moteur.
A cet effet, le corps 6 porte un bras 8 qui commande le curseur d'une résistance variable 9, insérée dans le circuit d'alimentation du moteur 2. Aussi longtemps que le système vibrant n'est pas entraîné à une fréquence voisine de sa fréquence de résonance, le couple transmis est petit et pratiquement constant. Toutefois, lorsque le système vibrant fonctionne dans le voisinage de sa fréquence de résonance, le couple transmis augmente brusquement et très rapidement. Donc, si sur la fige 3, l'entraînement s'effectue dans le voisinage de la fréquence de résonance mécanique du système, une variation de la vitesse de rotation du moteur, provoquera brusquement une grande variation de la position du bras 8 et donc du curseur de la résistance variable 9, ce qui contrecarre les variations de la vitesse de rotation du moteur.
Il va de soi que le bras mobile 8 peut exercer un effet stabilisateur d'une autre manière, par exemple sur l'alimentation en combustible d'un moteur à combustion.
La fig. 4 est une variante de la forme de réalisation représentée sur la figt. 1; l'arbre entraîné 10 porte des circuits magnétiques 11 et 12 aimantés dans la direction radiale. La seconde partie du système de résonance mécanique consiste également en un circuit magnétique 13, de forme cylindrique, aimanté dans la direction radiale. Le circuit 13 est suspendu à une plaque annulaire ondulée 14 élastique dans la direction axiale, mais rigide dans la direction tangentielle. Pendant la rotation de l'arbre 10, sous l'effet de la polarité alternée des circuits 11 et 12, le circuit 13 sera déplacé à tour de rôle vers la gauche et vers la droite et pour une vitesse de rotation déterminée de l'arbre 10, il sera porté à sa résonance propre, de sorte que la vitesse de rotation du moteur 2 est stabilisée.
Sur la fig. 5, le moteur 2 est accouplé par l'intermédiaire d'une
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transmission par engrenages 16 à un engrenage conique 17 d'un différentiel dont le carter 18 est relié à une première partie 19 d'un système de réso- nance mécanique 19-20, qui peut être réalisé de la même manière que sur la fig. 1 ou sur la fig. 4. Dans le carter 18 se trouvent uniformément répar- tis des satellites 22. L'engrenage conique 23,conjugué avec les satelli- tes 22, est relié à un bras 24 qui peut déplacer le curseur d'une résis- tance variable 25, Insérée dans la ligne d'alimentation du moteur 2. Le mo- teur 2 entraîne en outre, par exemple après la transmission par engrenages 26, la charge normale 15.
Lorsque l'engrenage conique 17 est entraîné à une vitesse de rotation n , le carter 18 tourne à une vitesse N qui est déterminée par la fréquence de résonance mécanique du système vibrant constitué par les par- ties 19 et 20. La vitesse de rotalon restante n2 = 2N-1 est transmise au bras 24 par l'intermédiaire de l'engrenage conique 23. Toutefois, chaque mouvement de ce bras 24 exerce, par l'intermédiaire de la résistance régla- ble 25, un effet stabilisateur sur la vitesse de rotation du moteur 2, de sorte que n2 est maintenu à la vitesse zéro et n1,à la vitesse 2N. De ce fait on obtient un dispositif dans lequel le réglage de la vitesse de ro- tation est très sensible.
Si, au lieu d'un différentiel à engrenages co- niques, on utilise un différentiel à engrenages droits, n1 sera stabilisé à une valeur aN, à étant une constante quelconque autre que 2. La masse re- liée au bras 24 doit être suffisamment grande pour éviter les instabilités du réglage lors de rapides variations de la vitesse de rotation. Le couple de charge provoqué par le bras 24 sera de préférence tel que le système de résonance 19-20 fonctionne à 1/2 à 3/4 de son couple de charge maximum, cas dans lequel on obtient le réglage le plus sensible et le moins sujet à perturbations.
Les circuits magnétiques représentés sont réalisés de préféren- ce en une matière telle que le rapport de l'induction rémanente Br, exprimée en gauss, à la force coercitive BHC, exprimée en oersteds, est inférieur à 4, matière qui a été décrite par exemple dans les brevets belges n 504.686 du 16 Juillet 1951 et n 516.395 du 18 Décembre 1952, et les dimensions sont choisies de préférence, de la manière spécifiée dans le brevet belge n 515.832 du 27 Novembre 1952.
En principe, la mise en oeuvre de l'invention pourrait s'effectuer en utilisant, au lieu de circuits magnétiques, des systèmes de résonan- ce d'un autre genre, par exemple des systèmes basés sur la vibration produite par des moyens mécaniques de masses à suspension élastique.