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La présente invention concerne un dispositif servant à la production d'un mouvement rotatif pas à pas en réponse à des impul- sions électriques de polarité alternative
Il est intéressant; dans de nombreux domaines d'applica- tion, en particulier dans celui des mesures (le dispo- ser d'un appareil pouvant convertir des impulsions électriques de ce genre en un mouvement rotatif pas à pas. Les anciens appareils remplissant cette fonction utilisaient généralement un électro-
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aimant actionnant une roue à rochet avec cliquet.
Les appareils de ce genre consomment beaucoup d'énergie et sont bruyants, sujets à usure et se dérèglent facilement.
La présente invention a pour but de procurer un appareil remplissant cette fonction, à usure et consommation d'énergie forte- ment réduites, à fonctionnement silencieux et n'exigeant en substan- ce aucun entretien.
Suivant la présente invention, un appareil de production d'un mouvement rotatif pas à pas en réponse à des impulsions électri ques de polarité alternative comprend un stator composé de plusieurs pôles alternativement déphasés et non déphasés, tous les pôles fai- sant partie d'un ensemble cylindrique ou radial commun tél que cha- que pôle non déphasé soit disposé entre deux pôles déphasés qui, lorsqu'ils sont excités, prennent des polarités différentes l'un et l'autre, et que chaque pôle déphasé soit disposé entre deux pôles non déphasés qui prennent, lorsqu'ils sont excités, des polarités différentes l'un et l'autre, une bobine d'excitation servant à exci- ter les pôles, et un rotor portant des pôles à écartements angulai- res égaux à ceux des pôles non déphasés du stator,
les pôles du ro- tor étant aimantés par un aimant permanent commun de telle façon que deux pôles de rotor voisins aient des polarités différentes.
Dans les dessins annexés
La figure 1 est une coupe d'une pièce en forme de cuvette destinée au noyau de stator d'un appareil de rotation pas à pas con- forme à une forme d'exécution de.l'invention.
La figure 2 est un schéma simplifia d'une partie d'une combinaison de deux pièces comme celle représentée à la figure 1.
La figure 3 donne deux vues d'un rotor pouvant être asso- oié au stator de la figure 1, et
La figure 4 est un groupe de graphiques servant à expli- quer le fonctionnement de la forme d'exécution représentée aux fi- gures 1 à 3.
Suivant une forme d'exécution de l'invention donnée à ti-
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tre d'exemple, un appareil de production d'un mouvement rotatif pas à pas en réponse à des impulsions électriques de polarité alternative comprend un noyau de stator, une bobine d'excitation et un rotor. Le noyau de stator se compose de deux pièces semblables en forme de cu- vette et en acier doux, dont une pièce est représentée en a à la fi- gure 1, chaque pièce étant percée, en son centre, d'une ouverture b.
Le bord de chaque ouverture est rabattu vers l'intérieur et découpé de façon à constituer des pôles c... également espacés, chaque piè- ce comportant un même nombre de pôles disposés suivant des cylindres de même diamètre.
Un anneau de court-circuit en cuivre d, composé de deux anneaux plats superposés, est glissé sur les pôles de chaque pièce, chaque pôle passant par une ouverture de l'anneau. L'anneau de court,,- circuit en cuivre d est recouvert d'un anneau en acier doux e ayant un rebord extérieur rabattu 1 venant s'intercaler entre l'anneau en cuivre d et le rebord extérieur de la pièce en forme de cuvette correspondante, le tout étant monté à serrage dur. L'anneau en acier doux e, comporte un même nombre de pôles également espacés h ... coudés perpendiculairement par rapport à l'anneau e et groupés sui- vant la même configuration cylindrique commune que les pôles c de la pièce en forme de cuvette, ces pales c et h étant groupés par pai. res.
L'anneau en cuivre d a pour effet de déphaser en arrière le pô- le ± de chaque paire. Les pôles de chaque pièce en forme de cuvette et de chaque anneau en acier doux ont la même largeur. Toutes ces pièces sont réunies par rivets.
Le bord extérieur d'une pièce en forme de cuvette est en- foncé, à serrage dur, à l'intérieur du rebord extérieur de l'autre pièce, les deux rebords étant ainsi reliés magnétiquement, et les pôles de l'ensemble sont disposés de façon que chaque paire de pô- les d'une pièce en forme de cuvette soit comprise entre deux paires de pâles de l'autre pièce, connne représenté schématiquement à la fi- gure 2. Sur cette figure, les pôles c... et h .., sont respective- ment les pôles déphasés et les pôles non déphasés d'une pièce en for.
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me de cuvette, l'anneau de court-circuit en cuivre étant représenté séparément pour chaque pôle en d tandis que les pôles c' ... et h' ... sont les pôles correspondants de l'autre pièce avec l'an- neau de court-circuit d' ....
Les anneaux en acier doux et les piè- ces en forme de cuvette sont disposés de telle façon que, lorsqu'ils sont assemblés, tous les pôles soient régulièrement répartis autour de l'axe de rotor sur un cylindre commun.
La bobine d'excitation 1- (voir figure 1) et le mandrin sur lequel la bobine est enroulée, occupent l'espace annulaire res- tant entre les rebords extérieurs et les pôles du noyau de stator, un bloc à bornes (non représenté) pouvant être aménagé par découpage d'une partie du rebord extérieur d'une des pièces de stator.
Il ressort clairement de la description ci-dessus et de la figure 2 que, dans le cas d'un courant d'alimentation constant circulant dans l'un ou l'autre sens, chaque pôle non déphasé se trou- ve entre deux pôles déphasés de polarités différentes l'un et l'au- tre, et que chaque pôle déphasé se trouve entre deux pôles non dépha- sés de polarités différentes l'un et l'autre.
Le rotor est formé de deux pièces en forme de disques k et (voir figure 3) portant chacune des pôles k' ... et.].' ... égale- ment espacés et perpendiculaires au plan de la circonférence. Ces pièces sont montées sur un axe m de façon que chaque pôle k' ou 1' vienne se placer entre deux pôles l' ou k', suivant le cas. Le nom- bre total de pales de rotor est égal au nombre total de pôles de sta- tor non déphasés, c'est-à-dire que l'écartement angulaire des pôles de rotor est égal à celui des pôles de stator non déphasés. L'arbre de rotor porte, entre les deux pièces k et 1, un aimant permanent n qui les aimante de façon que deux pôles voisins de la circonférence du rotor aient des polarités différentes.
L'axe tourne dans des cous. sinets (non représenté) montés sur deux plaques fixes (non représenté) qui enserrent le stator.
Quand du courant continu circule dans la bobine d'excita- tion, le rotor est magnétiquement calé par la traction exercée entre
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chaque pôle de rotor et un pôle de stator non déphasé de polarité opposée -voir figure 4- (a). Si on change la polarité du courant, la polarité des pôles de stator change de même. Les pôles non dépha- sés h ... et h' ... changent les premiers; les pôles de rotor sont ainsi repoussés par les pôles de stator qui les attiraient quand le rotor était calé, et ces pôles de rotor se mettent en mouvement dans la direction des pôles de stator déphasés c ... et c' ... de polarité opposée. A ce moment, les conditions sont comme représentées' à la figure 4 (b).
Quand, un peu plus tard, les pôles déphasés c ... et c' ... changent de polarité, le rotor continue à tourner dans le sens de la flèche, de sorte que ses pôles sont attirés par les pôles. non déphasés h ... et h' ... de polarité opposée-voir figure 4- (c).
Par conséquent, l'application, à la bobine i, d'une tension continue d'alimentation dont la polarité s'inverse périodiquement -en d'autres mots, l'application d'impulsions électriques de polarité alternative- imprime., au rotor, un mouvement rotatif pas à pas qui se fait tou- @ jours dans le même sens, le rotor avançant d'un pas polaire par in- version de la tension d'alimentation. Le mouvement angulaire du ro- tor est déterminé par le nombre de pôles portés par le stator et le rotor.
Il n'est pas indispensable que les pôles de stator soient angulairement espacés de façon uniforme comme décrit ci-dessus. L'ap- pareil fonctionne toujours de la manière décrite avec des pôles irré- gulièrement espacés dans une certaine mesure, quoique cette irrégula- rite puisse entraîner une irrégularité correspondante du mouvement pas à pas.
Les appareils du type décrit fonctionnent en substance si-' lencieusement et au prix d'une usure et d'une consommation d'énergie plus faibles que précédemment. L'exemple décrit constitue une forme d'exécution pratique de l'invention, mais l'application de l'inven- tion n'y est pa.s limitée, de nombreuses modifications pouvant être apportées à la construction de l'appareil sans sortir du cadre de l'invention; par exemple, une disposition radiale peut être utili-
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sée, de façon évidente, au lieu de la disposition cylindrique, en ce qui concerne les pôles.
REVENDICATIONS. l.- Appareil de production d'un mouvement rotatif pas à pas en réponse à des impulsions électriques de polarité alternative, caractérisé en ce qu'il comprend un stator composé de plusieurs pô- les alternativement déphasés et non déphasés, tous les pôles faisant partie d'un ensemble cylindrique ouradial commun tel que chaque pôle non déphasé soit disposé entre deux pôles déphasés qui, lorsqu'ils sont excités, prennent des polarités différentes l'un et l'autre, et que chaque paie déphasé soit disposé entre deux pôles non déphasés qui prennent l'un et l'autre, lorsqu'ils sont excités, des polarités différentes, une bobine d'excitation servant à exciter les pôles,
et un rotor portant des pôles à écartements angulaires égaux à ceux des pôles non déphasés du stator, les pôles du rotor étant aimantés par un aimant permanent de telle façon que deux pôles de rotor voisins aient des polarités différentes.