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" xoxsua SYNOHHOira AIXMSVS* :eu VNB BA2TSHI ",
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la présente invention concerne un moteur synchrone convenable pour entraîner un mécanisme d'horloge et qui peut être actionné par une batterie ou par une autre source d'ali- mutation en courant continu. Plus spécialement 1' invention moteur à se rapporte a un/aimant permanent. Ayant une source de courant continu et une vitesse de rotation synchronisés Avec les oscil- lations d'un système mécanique résonnant.
En bref l'invention concerne un moteur synchrone rotatif et une source d'alimentation d'oscillation pour celui- ci et comportant una source de courant continu, et comprend un rotor à aimant permanent, un etator disposé de façon a être en relation par flux avec le rotor et un enroulement continu enroulé sur le stators comprenant une partie de bobinage prin- cipale et une partie de bobinage plue petite.
On a prévu un moyen de traduction électrique tel qu'un transistor, dont la sortie est reliée en série à la partie principale de 1'enroule- ment et dont l'entrée est montée en série à la partie la plue petite de l'enroulement* Une bobine de prise est reliée à l'entrée des moyens traducteurs électriques pour shunter la partie la plue petite du bobinage de l'enroulement du stator*
Des moyens magnétiques montée sur un coillateur mécanique sont disposée dans le flux du bobinage de prise.
lorsque le circuit comprenant la partie majeure du bobinage de l'enroulement du stator et la sortit du transistor est relié à une batterie, le rotor de l'aimant permanent tourne a une vitesse déterminée par l'oscillation des moyens mécaniques d'oscillation pour
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donner ainsi une sortie réglée dans le temps de façon précise.,
D'autres particularités apparaîtront en ce reportant aux dessine annexés dans lesquels :
Figure 1 est une représentation schématique du moteur synchrone rotatif suivant l'invention avec son circuit associe.
Figure 2 est une vue en prospective d'une forme de mécanisme d'oscillateur mécanique capable d'être synchronise avec le système montré à la figure 1 pour déterminer la fré- quence de fonctionnement.
Figure 3-6 sont des vues schématiques du moteur synchrone de l'invention montré dans diverses étapes de fonc- tionnement.
Figure 7a et 7b sont des représentations schématiques retaillées montrant l'interaction des champs magnétique$ du rotor et du stator du moteur suivant l'invention.
Figure 8 est une vue en élévation latérale, en partie en coupes d'une autre forme de réalisation de l'invention.
Figure 9 est un schéma de la forme de réalisation montrée à la figure 8.
En se reportant aux dessins on y voit à la figure 1 une forr.e de réalisation préférée du moteur synchrone suivant l'invention, comprenant un rotor 10, un ensemble à champ et $ bobinage indiqué de façon générale par 12, une résistance 14, un transistor 16, et une source d'alimentation en courant continu telle qu'une batterie 18. Le circuit comprend aussi une bobine de prise 20 qui relie électriquement un oscillateur élec- tro-mécanique du type montra à la figure 2, au circuit.
Le rotor 10 peut être fait de manière magnétique permanente et formé avec six pôles alternant autour de sa périphérie comme on le voit aux figures 7a et 7b. Le rotor 10
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1 peut être supporté de façon a pouvoir tourner par des palier non montrée et en outre il est muni d'un pignon ou d'un autre agencement convenable transmetteur de couple pour entraîner le mécanisme désiré tel qu'un train d'engrenage ordinaire d'une horloge ou d'un autre mécanisme compteur de temps (non montré)
L'ensemble de champ à stator et à bobinage 12 com- prend un élément de champs en forme d'U, de préférence fait de stratification de toits sur silioium,
et un bobinage de champ continu présentant une prise en un point entes' ses extrémités pour former une partie principale de bobinage 24 et une 'partie de bobinage plue petite 26. Ses extrémités de la partie er. forme d'U 22 portentfixées à ellen des pièces polaire@ 28 et 30 faites de matériaux convenables tels que de l'acier au silicium et dont la forme et la position sont telle -l'une par rapport à l'autre et par rapport au rotor 10 qu'il en résulte une facilité du démarrage automatique du rotor.
Le bobinage de champ principal 24 est monté en série à la sortie du transistor 16, ou plue spécifiquement il est se* lié à l'émetteur 32 et au collecteur 34. La batterie 18 cet également montée en série dans le circuit de sortit du transis* tort Le bobinage de champ 26 le plus petit est relié en série avec l'entrée du transistor entre l'émetteur 32 et la base 36.
La bobine de prise 20 est reliée à l'entrée du transistor 16 pour shunter le bobinage de champ le plus petit 26.
Le circuit du moteur montré à la figure 1 fonctionnera de façon a entraîner le rotor 10 comme on le décrira ci-après; cependant la vitesse du rotor dépend des caractéristiques physi- ques diverses des éléments composants. Par conséquent il est souhaitable de prévoir un mécanisme qui détermine la fréquence de fonctionnement du circuit du motor de la figure 1 et par suite la vitesse du rotor 10. Un exemple d'un tel mécanisme est
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l'o,o111at,ur . torsion montré à la figure te associé K 1i ,,'1- ne de prie* 20.
Le mécanisme montré à la figure $ comprend en
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fil do torsion plat 38 fixé a des supports 1=mob11t. 40 tt 4t par de moyens de fixation convenables telw que des broofiéil ta forme de coins dont l'on peut voir l'un* indiquée par $4* wa aimant permanent 46 ayant la forte d'un disque *et munie sur un arbre non-magnétique 47 qui est porté par le tit job t'aluatttj 46 ont placé de façon a avoir une relation par flux àtwe .11 bobine de priée 20.
L'aimant 46 peut être muni d'unie nord
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et d'un pOlt sud opposée diamétralement sur le disque combe indiqué par la ligne Y-Y de la figure 27 On remarquera que la ligne Y-Y est perpendiculaire à l'axe de la bobine de priée 20 indique par la ligne X-X en aorte que lorsque le bobinage est
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alimenté l'élément 46 tendra à tourner ce qui fera que 1"1.- ment 38 se tordra .
En considérant le fonctionnement du dispositif lorsqu'une tension de courant continu provenant de la batterie 18 est appliquée d'abord au circuit comme montré à la fièvre 3, un courant de fuite du transistor indiqué par la flèche en pointillé 48 tend à s'écouler à travers la partie principale de bobinage de champ 24 de l'émetteur 32 au collecteur 34 du
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transistor 16. Uneoforce contre-éleotromotriet est établit dans la partie principale de bobinage de champ 24 pour s'opposer au courant de fuite.
Le flux qui change dans le champ fait qu'une tension ont induite dans la partie la plus petite du bobinage de champ 26 ce qui rend plue négative la basa du
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transistor 16 par rapport à l'émetteur 32 ooame l'indique iÀ figure 3# A ce moment aussi bien le trajet do courant par 1* émet- teur 32 et le collecteur 34 que le trajet de courant par l'etaet- teur 32 et la base 36 sont polarisés en sono direct ce qui
Si fait que le transistor 16 conduit. /la grandeur de cette tension
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de base n'est pas assez grande pour faire que le tran.1ator 16 conduise, d'autre..1snaux peuvent aettre-le transistor en acti- vit4 comme par exemple une tension provenant de la bobine de prise 20, engendrée ptr l'aimant 46 lor8qtil $'it<t, ou un.
tension provenant de la partie la plue petite du bobinage de champ 26, engendrée par le rotor 10 lor.qu'il' .'aS1t.. lorsque le transistor 16 eet m3,s en activ1t. un courant important ont libre d..'4oo.r de la batterie 1 à travers le bobinage de champ principal 24 oommè indique par la flèche en trait plein 50 de la figure 4.
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Lorsque ce courantt plus important tend à s'écouler travers la partie plus grande du bobinage de champ 24, un changement plue grand du flux du champ produit une tension plus importante aux bornes de la partie la plus petite de bobinage de champ 26 et ainsi aux bornes de l'émetteur 32 et de la base 36 pour maintenir ainsi le transistor 16 dans un état conducteur comme indiqué à la figure 4.
A ce moment la plus grande partie du courant provenant de la partie la plus petite du bobinage de champ 26 s'écoule par le transistor 16 et non point par le bobinage de prise 20 puisque la résistance d'entrée du transistor conducteur 16 est: plus petits que celle
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de la bobine de prise 20. Ze courant de conduction est plus Important lorsqu'il s'écoule a travers la partie plue grande du bobinage de champ 24 produit un flux magnétique qui s'écoule
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dans l'élément de champ 22 à travers leu pièces polaires 28 et 30 et ainsi à travers les intervalles d'air qui séparent les pièces polaires.
Ce flux magnétique réagît avec le flux du d'élément rotor/permanent 10 en faisant tourner le rotor comme on le dé- crira ci-après avec plus de détails en ce reportant aux figures 7a et 7b. Cependant pour les buts de la compréhension actuelle du fonctionnement général du moteur synchrone de l'invention
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la ligne radiale 52 aux figurée 3 à 6 représente l'un des pôles du rotor d'aimant permanent 10 lorsqu'il est déplace au coure des étapes de l'opération, A la figure ? et à la figure 4 le rotor 10 cet montré dans une position de réluctance statique comme indiqué par la ligne radiale 52,
et comme mentionné pré cédemment, le flux qui .'écoule à travers les pièces polaires du stator 28 et 30, provoqué par le courant important engendre loraque le transistor .et mis en activité, fera tourner le roter 10 vers une position nouvelle comme indiqué par la ligne radiale 52 de la figure 5.
Apres que le transistor 16 ait été mis en activité le courant dans la partit principale de bobinage de champ. 24 atteint un état permanent ou une valeur constante; et en consé- quence il n'y a pas de changement dans le flux du champ pour produire une tension aux bornes du bobinage le plue petit 26.
Cependant lorsque le rotor 10 change de position en changeant ainsi son flux à travers les éléments de champ. du stator il y a une tension engendrée sur les bornea du bobinage de champ le plus petit 26 comme indiqué à la figure 5. Lorsque cette @ tension aux bornes du bobinage de champ le plus petit 26 rend la base 36 positive par rapport à l'émetteur 32, le transistor .16 ont coupé.
Dans l'état de coupure du transistor, le courant important qui s'écoule dans la partie importante du bobinage de champ 24 est subitement Interrompu*
Cette interruption subite du courantprovoque un changement du flux magnétique dans les éléments de champ ! du stator qui produit une tension sur les bobinages de champ prin- cipal et plue petit, s'opposant aux changements de toutes especet du courant de champ principal comme montré à la figure 5* La tension induite sur le bobinage de champ le plus petit 26 qui rend la base 36 positive par rapport à l'émetteur 32 en maintenant le transistor dégage,
ne peut provoquer un écoule-
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ment demeurant à travers le transistor 16puisque le transis- tor offre une résistance importante à l'écoulement du courant dans ce sens. Ainsi il ni.peut s'écouler qu'un courant de .[fuite comme indiqué par la flèche en pointillé 54 de la figure
5, Par conséquent la tension induite dans la partie la plut ;
petite du bobinage de champ peut seulement provoquer l'écoule- ment de courant indique par la flèche 56 à la figure Sa travers la bobine de priée 20, ce qui produit un champs magnétique suivant l'axe I-I de la bobine comme montré à la figure 2.
Comme l'axe X-X est perpendiculaire à l'axe magnéti- que Y-Y de l'aimant 46, l'impulsion de champ magnétique réagit avec le champ magnétique de l'aimant 46 ce qui fait que l'ai- mant sera déplacé d'une certaine valeur angulaire, Après que l'impulsion de champ magnétique ait disparu, la force de ré- tablissement du fil plat 38 fait tourner l'aimant 46 en sens opposé* A partir de ce moment une foie dans chaque cycle lorsque le transistor 16 est dégagé ou rendu non-conducteur, 1'oscillâtes à torsion de la figure 2 reçoit de l'énergie sous forme d'une impulsion provenant de la partie la plus petite du bobinage de champ 26,
qui entretient ces oscillations. Comme l'aimant 46 oscille dans le noyeau d'air de la bobine de prise
20, des signaux de tension seront engendrés dans la bobine de ,prise à la fréquence naturelle de la torsion ce qui commande la fréquence du moteur synchrone. En fait l'oscillateur à torsion 'de la figure 2 fonctionne alternativement comme moteur et comme générature. Ainsi on comprendra que le rotor 10 tournera à une vitesse déterminée par la fréquence d'oscillation de l'oscil- lateur à torsion et par le nombre des pôles magnétique existan sur le rotor d'aimant permanent.
Une compréhension meilleure du fonctionnement du me- teur synchrone peut s'obtenir en se rapportant aux figurée 7a
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et 7e. Lorsque 1 transistor 16 est ni$ 41% activité (figure 4) le courant s'écoule d; travers le bobinage principal de ohaap 24 ce qui fait que le flux magnétique du stator s'écoule dans les entrefers 55 ot 57. Le flux magnétique du stator s'écoule d'un potentiel magnétique plus élevé à un potentiel magnétique plut
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bas -comme ludique do façon arbitraire par la flèche 5S.
Comme dit précédemment, le rotor 10 peut être muni de six pOle. magné- tiquea alternants répartis le long de non pourtour,qui sont in-
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diqudo par 8 pour le sud et par N pour le nord à la figure 7, un pôle nord et un pOle sud étant en outre identifié par 62 et 60 respectivement* Le sens du champ magnétique du rotor A été ohoid arbitrairement comme étant celui que montre la flèche 64 à la figure 7. les pièces polaires du stator 28 et 30 ont été munies
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de quatre pièces polaire. axuea6, 68 70 et 72 réparties à la périphérie du rotor 10.
Le rotor 10 en oherchant 14 potitioa de réluotanoe de flux minimum fait tourner soit p6lea manii14ua. devant les pointes des araa polaires o'l.t-1-4tr. que .le pôle eud 60 cet montré placé devant le bord de la pOiutt6'. du pôle du stator 66 et que le pôle nord 62 est montré placé devant la
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pointe 66b dup811 du stator 66 comme on le voit à la figure 7a.
Dans le fonctionnement dynamique lorsque le flux du
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stator a'écoule, un ohamp magnétique ayant une direction indiqué 9 par la flèche 58 apparaît dette les intervalles d'air ou entre'- fera 55 et 57. Lorsqu! apparaît le flux du stator la flèche 64
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qui représente le flux du rotor entre les p0.ea 60 et 62 tend a devenir parallèle z la flèche 58 (figure 7b reproduisant ain- si un couple sur le rotor 10. Le couple produit est maximum lorsque l'angle 74 entre la flèche :i8 et la flèche 64 est égal à une moitié de l'angle 76 entre le p61e de rotor 60 et le pôle 62.
Ceci est réalisé en donnant à l'arc circonscrit par le p61e
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du stator 66 la méat étendue que l'angle 76 entre le$ polo$ voisins du rotor. Pour de bonnes caractéristiques de démarrage du rotor le couple produit doit être supérieur au couple de réluctance du rotor qui tend à Maintenir le rotor dans se pont- tion de réluctance minimum.
Le couple produit obligé le rotor
10 a tourner en vainquant le couple de réluctance du rotor. lorsque le rotor 10 tourne en dépassant sa position de réluc- tance maximum le signal engendré par le rotor dans le bobinage de champ le plus petit 26 dégage le transistor 16 c'est-à-dire l'empêche de conduire,et le couple du rotor produit disparaît.
. Le rotor 10 continue a tourner en raison de l'énergie de rota- tion qui! a enmagasinée par son inertie, plus l'énergie du cou- ple de réluctance qu'il reçoit du fait qu'il est obligé d'aller vers la prochaine position de réluctance minimum. Le rotor 10 dépasse la position voisinage réluctance minimum du fait de son inertie et le signal qu'il engendre dans le bobinage de champ le plus petit amené le transistor à conduire.
A se moment le rotor 10 a atteint une position de deux pointes de polos @ écartés du point de démarrage comme indique par la ligne 52 à la figure 6 et il est prét à recevoir de l'énergie de la pro- chaîne impulsion magnétique du stator Le cycle suivant démarre et le rotor 10 continue a tourner, recevant des impulsions du flux du stator une fois à raison de chaque cycle lorsque le transistor conduit. L'inertie du rotor et les lignes magnétiques de flux vers les pôles de stator voisins agissent comme un res- sort de tensionqui applique un couple de rappel au rotor 10 dé lorsqu'il est/placé angulairement à partir de sa position de réluctance minimum.
En fait cette inertie et ce ressort magné- tique constituent un système oscillatoire si bien que le rotor peut être considéré comme oscillant magnétiquement bien qu'il tourne physiquement dans un sens. En d'autres termes, les pôles
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du stator seulement perçoivent un Couple i$f lùl {# rotor 10 est miel en rotation par M* 0 yitèffl OidiliLli Uk loro4 a entrer en oscillation ou on relation par il Htià léjjMl- - tique du stator qui est présent seulement sur uni jtt i'un cyolo complet, 1..1atm. formant tn fait da '8Ó1iilt'Ù. 1 Moteur.
'#fi1' La période totale d'un cycle <3Q*pl * 41 îfèo#ïii 444i z moteur est la 80=-. de la Période gu t1di M MI,. Î4 dl là période naturelle du rotor. La fréquenU |l i<âiiill$illlr moteur est alors l'inverae de cette pelade ,iîiiï 4i ëâ ii prend proche de la fréquence naturelle 1 iiiiiëiâ à torsion de la figure 2.
L'oeoïllatour à i,Otïïï iiî aire ÈUL té pwlénergie de fréquence correcte et le .iÍùI1 ainii HiÛ- dré dans la bobine de prise 20 commande la f requête dé ilôïeii. latour à moteur puisque l'oscillateur à torsion |ltjiaf |j| M" plus élevé ou une pointe de raieonnece plus algue ib ilel:hîbÂ4 la fréquence d'excitation la plus forte 46 ltO'di!iÎ*' à moteur légèrement inférieure à la fréquence naturel!* âà i'oe" cillateur à torsion, on obtient: une stabilité de là fréquent àê commande plus grande lorsque la tension te .'8t..., conçu de telle sorte qu'il y ait un peUt changement db' iâ fréquence de commande pour tout le domaine de la étrilltia Jâ fonctionnement.
En résumé le rotor 10 est démarre par une ilâp4iÏioi du champ magnétique du stator lorsque le tranoietor 16 Î# rendu conducteur. Le rotor 10 tourne 4n .n..n4r iii 'ilHiUi ' dans la partie la plus petite du bornage à$ ohame 9# oi qui fait 'entrer le transistor 16 OU activité êt îé coupè jüdqùiâ reprise dts signaux de l'oucillatour à torsion aans là botint de priée 20.
À partir de ce moment 1'oscillateur à tr81ol
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commande la fréquence du système en faisant passer le transis- tor 16 de*l'état. de dégagement ou d'inactivité à l'état d'acti- vité et vis-versa, Chaque foie que le transistor est mis en activité le rotor 10 reçoit de l'énergie de l'impulsion du champ magnétique du état or, et entretien sa rotation;
et lors* ,que le transistor est dégagé c'est-à-dire non conduteur, l'oscillateur à torsion reçoit de l'énergie de la bobine de 'prise 20 pour entretenir ses oscillation** Par conséquent tout le système s'entretient de lui-même et ausei à une fréquence .gouvernée par l'élément de réglage dans le temps fondamental, c'est-à-dire l'oscillateur à toreion.
En se rapportant à la forme de réalisation de la figura 8, le mécanisme de l'horloge est entraîné par un moteur à aimant permanent qui-comprend un rotor à aimant permanent 108 [monté sur un arbre 109* Le rotor est muni d'un axe magnétique ,diamétral indiqué par N qui représente un pôle nord.
Une exté- mité de l'arbre 109 est relier directement à un ensemble réduo- teur à engrenage 110 enfermé en même temps que l'arbre et le i rotor dans un boîtier non magnétique/1 1 1 . Le boîtier est soutenu ; entre la plaque médiane 107 et une plaque postérieure 112, L'ensemble du réducteur à engrenage 110 a un engrenage d'en- 1 traitement de sortie 113 qui entraîne le mécanisme de l'horloge.
, L'autre extrémité de l'arbre 109 est porté par un palier à pous- sée comprenant une vis 114 reçue à la partie postérieure de la paroi du boîtier 111. le etator 115 du moteur comprend plusieurs plaques d'acier fixés par un dispositif de fixation convenable 116 à la plaque postérieure 112 et un bobinage ou enroulement de champ grand 117 montré placé à la partie supérieure du stator.
On remarquera qu'il y a un entrefer relativement grand entre le
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' . "1rotor108 #% la etator US.
1* circuit d'oscillation électronique de l'intention comprend 1'enroulement de moteur 117, un tranaietor 118, une batterie 119 et des condensateurs 120, 121 et 122. Lee dimen- aione de ces éléments et la façon dont Il$ bout reliés' seront exposés en ce qui concerne le schéma de la figure $* 8 'après
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l'Invention le circuit d'oscillation électronique cet ayehrocind avec l'oeoillation d'un oscillateur mécanique maniai de façon général* pit 125.
M'oscillateur mécanique procure un diepoeltif deterwinant une fréquence exacte et réglable par lequel la vitesse du moteur rotatif peut être $*mandés les dlémouil de l'oscillateur sont contenue dans un boîtier 1M orti d'un$ Matière non magnétique telle que de la Matière plastique et si on le déeire,de la matifero plastique translucide peut être uti- llodo'pour permettre l'inspection viguelle de l'oeoillateur en coure de fonctionnement.
Le boîtier 126 peut être fixé à une élément support non magnétique 12?. de toute façon convenable tandis que l'élément de support est fixé par le dispositif de fixation 116 au atator 115 et au support postérieur constitué par la plaque 112..
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Ildldment oscillant représenté dans le bottier .et un arbre 128 porté à rotation entre un palier supérieur 129 et
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palier inférieur 130. Me palier peut être euni de surfaces à.
Il, pierres liécieusee pour diminuer l'usure et' les portée par frote- ment. Chaque extrémité de l'arbre 128 est munie d'une pointe d'aiguille qui coopère avec le palier'129 ou le palier 130.
Cet agencement donné une résistance minimum à l'oscillation en
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diminuant ainsi l'énergie n s8aire pour entraîner 1'oscillâtes A l'extrémité supérieure de l'arbre comme on le voit à la fi- gure 8 on a prévu un ressert capillaire ordinaire 131 dont l'extrémité intérieure est fixée à un manchon 132 fixé à l'arbre 128.
L'extrémité opposée du ressort capillaire 131
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est reçu à glissement entre des brochas 133 et 134 fixées au boîtier 126. L'extrémité opposée de l'arbre 128 est de mêlas su- nie d'un ressort capillaire 135, avec un manchon 136 edes broches 137 et 138. lies ressorte capillaires servent a limiter les mouvementé de rotation de l'arbre 128 et à rétablir l'arbre dans sa position originelle après qu'il ait tourné.
Suivant l'invention on a prévu une paire de roues os- cillantes ou roues balanciers 140 et 141 montées sur, l'arbre d'oscillateur 128. Chacune de ce* roues oscillantes est faite d'un matériau, aimanté de façon permanente, avec un axe magné- tique diamétral tel qu'ils soient parallèles l'un à l'autre Bien qu'il soit parallèle,
l'axe de la roue oscillante 140 tel qu'indique par la lettre N est décalé de 180 par rapport l'axe magnétique de la roue 141 indiqué par la lettre µ comme montré à la figure 8.
Les rouée oscillantes 140 et 141 sont suffisau- ment proches du moteur à aimant permanent pour que les champs magnétiques changeante produits par le moteur fassent que les roues oscillantes se meuvent et communiquent une rotation à l'arbre 128 de l'oscillateur. On a trouvé qu'en plaçant l'arbre 128 perpendiculairement à l'arbre du moteur 109,on obtient un effet maximum sur les roues oscillantes à partir du champ produj par le rotor d'aimant permanent 108.
Comme le but de l'oscillateur mécanique est de *on- 'mander le taux d'oscillation ou la vitesse de rotation du moteur il est nécessaire d'introduire le taux de fréquence de l'oscil- lateur mécanique dans le circuit de l'oscillateur électronique* Dans ce but on a prévu une bobine de prise 143 montée sur une paroi du bottier 126 de l'oscillateur et reliée au circuit ce- cillant.
la roue oscillante 141 est placée en disposition indue- tive avec la bobine de prise 143, l'axe magnétique de la roue oscillante 141 s'étendant en direction perpendiculaire à l'axe du noyan d'air du bobinage.Avec cet agencement la roue oscil-
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lante 141 induit un signal dans la bobine de prise 143 lorsque la roue oscille* Ce signal commande le taux d'oscillation de
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l'oscillateur électronique comme on le décrira oi-apree.
Comme seule la roue oscillante 141 est placée en dié- position induotive par rapport à la bobine de prise 143 on cou- prendra que la roua oscillante 140 n'est pas absolument esnon" tielle pour former un système capable de fonctionnement, La raison principale d'utilisation d'une paire de rouée o801l1an tes est de supprimer ou d'annuler l'effet des champs magnétiques parasitée sur le fonctionnement de l'oscillateur magnétique? comme ce serait le cas par exemple pour le champ magnétique de. la terre.Comme les axes Magnétiques des roues oscillantes sont de polarités opposées,
les champs magnétiques qui émanent d'une sont source éloignée ont peu d'effet ou/sans ' effet sur le taux d'ou-
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, o111ation des roues oecillanteeon ce sens que les forces sur les roues oscillantes sont égales et opposées et par conséquent s'annulent.
Il est souhaitable que le taux d'oscillation de l'os- cillateur mécanique 125 soit réglable. Suivant un aspect de l'invention on a prévu une vis de réglage 144 reçue par soit filets dans une paroi du bottier 126 et s'étendant en direction
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perpendiculaire à l'axe de rotation de l'oscillateur 128 entre les roues oscillantes 140 et 141.
Un fabriquant la vis d'acier ou d'un autre matériau magnétique cette vie attirera les roues
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oscillantes magnétiques pour faire varier le taux d'olo111ation de l'oscillateur lorsqu'on déplacera cette Via plus ou moins prié des roues oscillantes. Comme la tête de la vie est accessible de l'extérieur du boîtier de l'oscillateur 126 cela donne un moyen
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commode de régler la fréquence d'oscillation par voie magnétique Considérant à présent le schéma de la figure 9 qui
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montre le circuit du système,
le stator de moteur 117etierotor
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108 sont montrée par la flèche 145 indiquant qu'ils sont couplés magnétiquement aux rouée oscillante 140 et 141 et les roues oscillantes sont montrées en disposition d'induction avec la bobine de prise 143* On comprendra que l'agencement physique des éléments tel qu'il est montré à la figure 8 est représenté schématiquement dans l'agencement de la figure 9. Le transistor 118 représenté est du type N P N; un transistor P N P pourrait être utilisé en inversant la polarité de la batterie 119.
La circuit de sortie du transistor comprend son émetteur 146 et sor collecteur 147 montés en série par rapport à la batterie 119 et une première partie 148 de l'enroulement de champ 117. Le condensateur 120 est monté en parallèle avec l'enroulement de champ 117 pour former un circuit résonnant L C. La partie la plus petite 149 de l'enroulement 117 forme un autre circuit monté en série avec le condensateur 120, la batterie 119, le collecteur 147 et l'émetteur 146. Un circuit d'entrée de tran- sistor monté en série est formé par l'émetteur 146,l'enroule- ment 149 et la base 150 du transistor 118.
Le circuit oscil- lant en parallèle formé par l'enroulement de prise 143 et le condensateur 122 est également relié en série avec ce circuit d'entrée. Le condensateur 121 est monté entre les circuits ré- sonnants du circuits oscillants et le collecteur 147.
Par sa rotation l'arbre de départ entraîne le rotor.
Avec oette rotation le champ magnétique alternatif du rotor mo- bile fera que les roues oscillantes 140 et 141 de l'oscillateur mécanique commencent à se mouvoir à rencontre de la force des ressorts capillaires 131 et 135. Le mouvement de la roue oscil- lante 141 engendrera une tension dans la bobine de prise 143.
Les polarités établies par le condensateur 120 et la tension engendrée dans la bobine de prise maintiennent le transistor 118
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<''.../''".""-;'"'".'' dans Ilitat 904-ooaduot#Ure ..'; . { wl 1 " ,. \' r: " , '1. , 1 f\'..1' " . ",; t .,! , ii'" 1 dane l'état non-conducteur. ' '.', - #;.', v i,\.y . '../\'',;. ,/. - ; .... r/'/ 1 1 .,\, '"V 1 , lorsque le courant du oondenaateur ton4k diminuer 1 i 7 f . le* olm t6.cle l' enroullment, , 11'i changent pour =a11).t.nJ. : l'écoulement du gourant existant* Le changement de polarité de la bobine 149 et le signal de la roue oscillante angendrés dame la bobine de priée fournissent la polarisât ion convenable pour
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mettre le 'ranl1etor en état d'activité.
Alors qut la bobine de prise 149 fournit au transistor H8 le courant de fonctionne'- ment, le courant qui aldoorle à travers le transistor du 0011'0- teur l'émetteur charge le condantistoitr 1t Une foie chargé le condensateur 120 fournit le courant 4'aotiTit4. Ceci fait qu'un courant important s'éooule à travers le transistor 118 par la partie 148 de l'enroulement. du moteur 117.
Ce courant fait qu'un champ magnétique t'établit dans le champ du acteur
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qui à somour fournit aux rouée oscillante. 140 et 141 'ener" gie nécessaire pour Ion maintenir en état d'oscillation. lorsque le courant important à travers la bobine 146
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commeno8'à diminuer, le signal de la bobine de priée commence à devenir négatif. lits polarités changent une fois de plue et le transistor est dégagé. Le condensateur 120 se charge alors complètement avec la polarité opposée par le bobinas, 148.
Au moment ou le condensateur 120 reçoit sa change maximum le
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courant change de sens, s'éooulant à travers le bobinage 148 ce qui maintien le transistor à l'état dégage en ramenant son circuit à l'état initial pour achever le cycle*
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REVENDICATION9..
1.- Moteur synchrone rotatif comprenant un rotor , à aimant permanent associé pour fonctionnement Avec un stator portant un enroulement caractérisé en ce que 1' enroulement du stator comprend une partie plue importante de bobinage et une partie plus petite de bobinage; deux moyens de transmis**
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"xoxsua SYNOHHOira AIXMSVS *: eu VNB BA2TSHI",
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The present invention relates to a synchronous motor suitable for driving a clock mechanism and which can be operated by a battery or other DC power source. More especially the motor invention relates to a permanent magnet. Having a direct current source and a speed of rotation synchronized With the oscillations of a resonant mechanical system.
Briefly the invention relates to a rotary synchronous motor and an oscillation power source therefor and comprising a direct current source, and comprises a permanent magnet rotor, an etator arranged to be in flux relation. with the rotor and a continuous winding wound on the stators comprising a main winding part and a smaller winding part.
An electrical translation means such as a transistor has been provided, the output of which is connected in series to the main part of the winding and the input of which is connected in series to the smaller part of the winding. * A tap coil is connected to the input of the electrical transducer means to bypass the smallest part of the winding of the stator winding *
Magnetic means mounted on a mechanical coillator are disposed in the flow of the tap coil.
when the circuit comprising the major part of the winding of the stator winding and the output of the transistor is connected to a battery, the rotor of the permanent magnet rotates at a speed determined by the oscillation of the mechanical oscillating means for
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thus give a precisely regulated output.,
Other peculiarities will appear by referring to the appended drawings in which:
Figure 1 is a schematic representation of the rotary synchronous motor according to the invention with its associated circuit.
Figure 2 is a perspective view of one form of mechanical oscillator mechanism capable of being synchronized with the system shown in Figure 1 to determine the frequency of operation.
Figure 3-6 are schematic views of the synchronous motor of the invention shown in various stages of operation.
FIGS. 7a and 7b are cropped schematic representations showing the interaction of the magnetic fields $ of the rotor and of the stator of the motor according to the invention.
Figure 8 is a side elevational view, partly in section, of another embodiment of the invention.
Figure 9 is a schematic of the embodiment shown in Figure 8.
Referring to the drawings, FIG. 1 shows a preferred embodiment of the synchronous motor according to the invention, comprising a rotor 10, a field assembly and winding generally indicated by 12, a resistor 14, a transistor 16, and a direct current power source such as a battery 18. The circuit also includes a tap coil 20 which electrically connects an electromechanical oscillator of the type shown in Figure 2 to the circuit.
The rotor 10 can be made permanently magnetically and formed with six poles alternating around its periphery as seen in Figures 7a and 7b. The rotor 10
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1 can be rotatably supported by bearings not shown and further is provided with a pinion or other suitable torque transmitting arrangement to drive the desired mechanism such as an ordinary gear train. a clock or other time counter mechanism (not shown)
The stator and winding field assembly 12 comprises a U-shaped field element, preferably made of laminate roofs on silioium,
and a DC field coil having a point engagement at its ends to form a main coil portion 24 and a smaller coil portion 26. Its ends of the coil portion. U-shaped 22 carry pole pieces @ 28 and 30 fixed to it, made of suitable materials such as silicon steel and the shape and position of which are such with respect to each other and with respect to the rotor 10 that there results an ease of automatic starting of the rotor.
The main field coil 24 is connected in series to the output of the transistor 16, or more specifically it is linked to the emitter 32 and to the collector 34. The battery 18 is also connected in series in the output circuit of the transition. * wrong The smaller field coil 26 is connected in series with the input of the transistor between emitter 32 and base 36.
The tap coil 20 is connected to the input of the transistor 16 to bypass the smaller field coil 26.
The motor circuit shown in Fig. 1 will operate to drive the rotor 10 as will be described below; however the speed of the rotor depends on the various physical characteristics of the component elements. Therefore it is desirable to provide a mechanism which determines the operating frequency of the motor circuit of Figure 1 and hence the speed of the rotor 10. An example of such a mechanism is
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the o, o111at, ur. torsion shown in figure te associated K 1i ,, '1- do not pray * 20.
The mechanism shown in figure $ comprises in
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flat torsion wire 38 fixed to supports 1 = mob11t. 40 tt 4t by suitable fixing means such as broofieil your wedge shape of which one can see one * indicated by $ 4 * wa permanent magnet 46 having the strength of a disc * and fitted on a non- shaft magnetic 47 which is carried by the tit job t'aluatttj 46 have placed so as to have a relation by flux to twe. 11 required coil 20.
Magnet 46 can be provided with a north
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and from a diametrically opposite south pole on the comb disc indicated by the line YY of figure 27 Note that the line YY is perpendicular to the axis of the required coil 20 indicates by the line XX at aorta that when the winding is
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energized element 46 will tend to rotate which will cause 1 "1.- ment 38 to twist.
Considering the operation of the device when a DC voltage from battery 18 is first applied to the circuit as shown in fever 3, a leakage current from the transistor indicated by the dotted arrow 48 tends to flow. through the main field coil part 24 from the emitter 32 to the collector 34 of the
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transistor 16. A counter-electromotriet force is established in the main field winding part 24 to oppose the leakage current.
The flux which changes in the field causes a voltage to be induced in the smaller part of the field coil 26 which makes the base of the field more negative.
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transistor 16 with respect to emitter 32 ooame indicates this in figure 3 # At this time both the current path through emitter 32 and collector 34 and the current path through etetaetor 32 and the base 36 are polarized in direct sound which
If the transistor 16 conducts. / the magnitude of this tension
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base is not large enough to make the tran.1ator 16 conduct, other..1snals can turn the transistor on as for example a voltage coming from the tap coil 20, generated by the magnet 46 lor8qtil $ 'it <t, or a.
voltage from the smaller portion of the field coil 26, generated by rotor 10 when it is turned on when transistor 16 is on. a large current is free of .. '4oo.r from the battery 1 through the main field coil 24 where indicated by the solid arrow 50 in Figure 4.
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As this larger current tends to flow through the larger portion of the field coil 24, a larger change in field flux produces a larger voltage across the smaller portion of the field coil 26 and thus across the smaller portion of the field coil 26. terminals of emitter 32 and base 36 to thereby maintain transistor 16 in a conductive state as shown in Figure 4.
At this time most of the current from the smaller part of the field coil 26 flows through the transistor 16 and not through the tap coil 20 since the input resistance of the conductive transistor 16 is: more small than that
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of the tap coil 20. The conduction current is greater when it flows through the larger part of the field coil 24 produces a magnetic flux which flows
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in the field element 22 through leu pole pieces 28 and 30 and thus through the air gaps which separate the pole pieces.
This magnetic flux reacts with the flux of the rotor / permanent element 10 by rotating the rotor as will be described in more detail below with reference to Figures 7a and 7b. However, for the purposes of the present understanding of the general operation of the synchronous motor of the invention
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the radial line 52 in Figures 3-6 shows one of the poles of the permanent magnet rotor 10 as it is moved during the steps of operation, and in figure 4 the rotor 10 this shown in a static reluctance position as indicated by the radial line 52,
and as mentioned previously, the flux which flows through the pole pieces of the stator 28 and 30, caused by the large current generated when the transistor is generated and activated, will cause the roter 10 to rotate to a new position as indicated by the radial line 52 of Figure 5.
After transistor 16 has been turned on the current in the main field winding part. 24 reaches a permanent state or a constant value; and therefore there is no change in the field flux to produce a voltage across the smaller winding 26.
However, when the rotor 10 changes its position thereby changing its flow through the field elements. of the stator there is a voltage generated across the terminals of the smaller field coil 26 as shown in figure 5. When this voltage across the terminals of the smaller field coil 26 makes the base 36 positive with respect to the stator. emitter 32, transistor .16 cut.
In the cut-off state of the transistor, the large current flowing in the large part of the field coil 24 is suddenly interrupted *
This sudden interruption of current causes a change in the magnetic flux in the field elements! of the stator which produces a voltage on the main and smaller field windings, opposing changes of all kinds in the main field current as shown in figure 5 * The induced voltage on the smaller field winding 26 which makes the base 36 positive with respect to the emitter 32 by keeping the transistor clear,
cannot cause a flow-
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However, remaining through transistor 16 since the transistor offers significant resistance to current flow in this direction. Thus, there can only be a current of. [Leakage as indicated by the dotted arrow 54 in the figure
5, Therefore the voltage induced in the better part;
small of the field winding can only cause the current indicated by arrow 56 in figure Sa to flow through the required coil 20, which produces a magnetic field along the axis II of the coil as shown in figure 2.
Since the XX axis is perpendicular to the YY magnetic axis of magnet 46, the magnetic field pulse reacts with the magnetic field of magnet 46 causing the magnet to be moved by. a certain angular value, After the magnetic field pulse has disappeared, the restoring force of the flat wire 38 turns the magnet 46 in the opposite direction * From this moment one liver in each cycle when the transistor 16 is released or made non-conductive, the torsional oscillates of Figure 2 receives energy in the form of a pulse from the smaller part of the field coil 26,
which maintains these oscillations. As the magnet 46 oscillates in the air core of the pickup coil
20, voltage signals will be generated in the coil of, taken at the natural frequency of the torsion which controls the frequency of the synchronous motor. In fact, the torsion oscillator 'of FIG. 2 functions alternately as a motor and as a generator. Thus, it will be understood that the rotor 10 will rotate at a speed determined by the oscillation frequency of the torsional oscillator and by the number of magnetic poles existing on the permanent magnet rotor.
A better understanding of the operation of the synchronous meter can be obtained by referring to figures 7a
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and 7th. When 1 transistor 16 is ni $ 41% activity (Figure 4) current flows d; through the main winding of ohaap 24 so that the magnetic flux of the stator flows into the air gaps 55 ot 57. The magnetic flux of the stator flows from a higher magnetic potential to a higher magnetic potential.
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down - as playful in an arbitrary way by the arrow 5S.
As said previously, the rotor 10 can be provided with six poles. magnetea alternating distributed along its perimeter, which are in-
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diqudo by 8 for the south and by N for the north in figure 7, a north pole and a south pole being further identified by 62 and 60 respectively * The direction of the magnetic field of the rotor has been arbitrarily ohoid as being that shown the arrow 64 in figure 7.the pole pieces of the stator 28 and 30 have been fitted
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of four pieces of polar. axuea6, 68 70 and 72 distributed around the periphery of the rotor 10.
The rotor 10 by seeking 14 potitioa of reflow of minimum flux rotates either p6lea manii14ua. in front of the points of the polar araa o'l.t-1-4tr. that. the pole eud 60 this shown placed in front of the edge of the pOiutt6 '. of the stator pole 66 and that the north pole 62 is shown placed in front of the
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tip 66b dup811 of stator 66 as seen in Figure 7a.
In dynamic operation when the flow of
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stator flows, a magnetic field having a direction indicated by arrow 58 appears in the air gaps or in between 55 and 57. When! appears the stator flux the arrow 64
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which represents the flux of the rotor between the p0.ea 60 and 62 tends to become parallel z the arrow 58 (figure 7b thus reproducing a torque on the rotor 10. The torque produced is maximum when the angle 74 between the arrow: i8 and the arrow 64 is equal to one half of the angle 76 between the rotor pole 60 and the pole 62.
This is achieved by giving the arc circumscribed by the p61e
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of the stator 66 the meatus extended as the angle 76 between the neighboring $ polo $ of the rotor. For good rotor starting characteristics the torque produced must be greater than the reluctance torque of the rotor which tends to keep the rotor in its minimum reluctance bridge.
The torque produced forced the rotor
10 a turn by overcoming the reluctance torque of the rotor. when the rotor 10 rotates beyond its position of maximum reluctance, the signal generated by the rotor in the smallest field winding 26 releases the transistor 16 i.e. prevents it from conducting, and the torque of the rotor product disappears.
. The rotor 10 continues to rotate due to the rotational energy which! a stored by its inertia, plus the reluctance torque energy it receives from being forced to move to the next minimum reluctance position. The rotor 10 exceeds the minimum reluctance neighborhood position because of its inertia and the signal it generates in the smallest field winding caused the transistor to conduct.
At this point the rotor 10 has reached a position of two polo tips @ spaced from the starting point as indicated by line 52 in FIG. 6 and is ready to receive energy from the next magnetic impulse of the stator. The next cycle starts and the rotor 10 continues to rotate, receiving pulses of stator flux once in each cycle as the transistor is driving. The inertia of the rotor and the magnetic lines of flux to neighboring stator poles act as a tension spring which applies a return torque to the rotor 10 when it is / positioned angularly from its position of minimum reluctance.
In fact this inertia and this magnetic spring constitute an oscillatory system so that the rotor can be considered as oscillating magnetically although it turns physically in one direction. In other words, the poles
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of the stator only perceive a Torque i $ f lùl {# rotor 10 is rotating honey by M * 0 yitèffl OidiliLli Uk loro4 to enter into oscillation or one relation by it Hti to thejjMl- - tic of the stator which is present only on uni jtt i 'a complete cyolo, 1..1atm. forming tn made da '8Ó1iilt'Ù. 1 Motor.
'# fi1' The total period of a cycle <3Q * pl * 41 îfèo # ïii 444i z motor is the 80 = -. of the Period gu t1di M MI ,. Î4 dl the natural period of the rotor. The motor frequency is then the inverae of this alopecia areata, iîiiï 4i ëâ ii takes close to the natural frequency 1 iiiiiëiâ in figure 2.
The loop at the correct frequency energy and the high frequency energy in the pickup coil 20 controls the drive request. the motor tower since the torsion oscillator | ltjiaf | j | M "higher or a point of rayonnece more alga ib ilel: hîbÂ4 the strongest excitation frequency 46 ltO'di! IÎ * 'at motor slightly lower than the natural frequency! * Âà i'oe" twist cillator, one obtains: a stability of the frequent toê command greater when the tension te .'8t ..., designed so that there is a small change in the frequency of control for all the field of the trilltia Jâ operation .
In summary the rotor 10 is started by an ilâp4iÏioi of the magnetic field of the stator when the tranoietor 16 Î # made conductive. The rotor 10 rotates 4n .n..n4r iii 'ilHiUi' in the smallest part of the boundary at $ ohame 9 # oi which brings in the transistor 16 OR activity be cut off until resumption of the signals of the twist-turn aans there botint of prayer 20.
From this moment the oscillator at tr81ol
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controls the frequency of the system by changing transistor 16 from * state. from release or inactivity to the active state and vice versa, Each liver that the transistor is activated the rotor 10 receives energy from the pulse of the magnetic field of the gold state, and sustains its rotation;
and when *, that the transistor is released i.e. not conducting, the torsion oscillator receives energy from the coil of 'tap 20 to maintain its oscillation ** Consequently all the system is maintained of itself and also at a frequency governed by the fundamental time adjustment element, i.e. the torion oscillator.
Referring to the embodiment of figure 8, the clock mechanism is driven by a permanent magnet motor which comprises a permanent magnet rotor 108 [mounted on a shaft 109 * The rotor is provided with a permanent magnet rotor. magnetic axis, diametral indicated by N which represents a north pole.
One end of the shaft 109 is directly connected to a gear reducer assembly 110 enclosed together with the shaft and the rotor in a non-magnetic housing / 1 1 1. The case is supported; between the middle plate 107 and a back plate 112, the gear reducer assembly 110 has an output processing gear 113 which drives the clock mechanism.
The other end of the shaft 109 is carried by a thrust bearing comprising a screw 114 received at the rear part of the wall of the housing 111. the etator 115 of the motor comprises several steel plates fixed by a device. suitable attachment 116 to backplate 112 and a large field coil or winding 117 shown placed at the top of the stator.
Note that there is a relatively large air gap between the
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'. "1rotor108 #% the US etator.
The intention electronic oscillation circuit includes motor winding 117, a transformer 118, a battery 119, and capacitors 120, 121, and 122. The size of these elements and how they are connected. 'will be exposed with regard to the diagram of figure $ * 8' after
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The invention the electronic oscillation circuit this ayehrocind with the operation of a mechanical oscillator generally handled * pit 125.
The mechanical oscillator provides a diepoeltif deterwinant an exact and adjustable frequency by which the speed of the rotary motor can be $ * mandated the dlémouil of the oscillator are contained in a 1M housing or of a $ non-magnetic material such as material plastic and if desired, translucent plastic matifero can be used to allow vigorous inspection of the eyepiece during operation.
The housing 126 may be attached to a non-magnetic support member 12 ?. anyway suitable while the support member is fixed by the fixing device 116 to the atator 115 and to the posterior support constituted by the plate 112.
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Oscillating element shown in the housing. And a shaft 128 rotated between an upper bearing 129 and
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lower landing 130. My landing can be euni of surfaces to.
It, stones liécieusee to reduce wear and 'wear by friction. Each end of shaft 128 is provided with a needle point which cooperates with bearing 129 or bearing 130.
This arrangement gives a minimum resistance to oscillation in
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thus reducing the energy necessary to drive the oscillates At the upper end of the shaft as seen in figure 8 there is provided an ordinary capillary spring 131, the inner end of which is fixed to a sleeve 132 attached to shaft 128.
The opposite end of the capillary spring 131
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is slidably received between brochas 133 and 134 attached to housing 126. The opposite end of shaft 128 is also followed by a capillary spring 135, with a sleeve 136 of pins 137 and 138. The capillaries protrude serve to limit the movement of rotation of the shaft 128 and to restore the shaft to its original position after it has rotated.
According to the invention there is provided a pair of oscillating wheels or balance wheels 140 and 141 mounted on the oscillator shaft 128. Each of this oscillating wheel is made of a permanently magnetized material with a diametral magnetic axis such that they are parallel to each other Although it is parallel,
the axis of the oscillating wheel 140 as indicated by the letter N is offset by 180 from the magnetic axis of the wheel 141 indicated by the letter µ as shown in Figure 8.
The oscillating wheels 140 and 141 are close enough to the permanent magnet motor that the changing magnetic fields produced by the motor cause the oscillating wheels to move and impart rotation to the oscillator shaft 128. It has been found that by placing the shaft 128 perpendicular to the shaft of the motor 109, the maximum effect on the oscillating wheels is obtained from the field produced by the permanent magnet rotor 108.
As the purpose of the mechanical oscillator is to control the rate of oscillation or the speed of rotation of the motor it is necessary to introduce the rate of frequency of the mechanical oscillator into the circuit of the motor. electronic oscillator * For this purpose, a tap coil 143 mounted on a wall of the housing 126 of the oscillator and connected to the circling circuit has been provided.
the oscillating wheel 141 is placed in undue arrangement with the take-up reel 143, the magnetic axis of the oscillating wheel 141 extending in a direction perpendicular to the axis of the air core of the winding. With this arrangement the wheel oscil-
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lante 141 induces a signal in the pickup coil 143 when the impeller oscillates * This signal controls the oscillation rate of
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the electronic oscillator as will be described oi-apree.
As only the oscillating wheel 141 is placed induotive with respect to the take-up reel 143 it will be understood that the oscillating wheel 140 is not absolutely essential to form a system capable of functioning. The use of a pair of wheels is to remove or cancel the effect of parasitic magnetic fields on the operation of the magnetic oscillator - as would be the case for example for the magnetic field of the earth. the magnetic axes of the oscillating wheels are of opposite polarities,
magnetic fields emanating from a distant source have little or / no effect on the rate of or-
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, o111ation of the oscillating wheels in this sense that the forces on the oscillating wheels are equal and opposite and therefore cancel each other out.
It is desirable that the rate of oscillation of the mechanical oscillator 125 be adjustable. According to one aspect of the invention there is provided an adjusting screw 144 received by either threads in a wall of the housing 126 and extending in the direction
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perpendicular to the axis of rotation of oscillator 128 between oscillating wheels 140 and 141.
A screw manufacturer of steel or other magnetic material this life will attract the wheels
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oscillating magnets to vary the rate of oscillation of the oscillator when moving this Via more or less required of the oscillating wheels. As the life head is accessible from outside the oscillator 126 housing this provides a means
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convenient to regulate the frequency of oscillation by magnetic means Considering now the diagram of figure 9 which
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shows the system circuit,
the 117etierotor motor stator
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108 are shown by arrow 145 indicating that they are magnetically coupled to oscillating wheel 140 and 141 and the oscillating wheels are shown in induction arrangement with pickup coil 143 * It will be understood that the physical arrangement of the elements such as it is shown in Fig. 8 is shown schematically in the arrangement of Fig. 9. The transistor 118 shown is of the NPN type; a P N P transistor could be used by reversing the polarity of battery 119.
The output circuit of the transistor comprises its emitter 146 and collector output 147 mounted in series with respect to the battery 119 and a first part 148 of the field winding 117. The capacitor 120 is mounted in parallel with the field winding 117. to form a resonant circuit L C. The smaller part 149 of the winding 117 forms another circuit connected in series with the capacitor 120, the battery 119, the collector 147 and the emitter 146. An input circuit of The transistor connected in series is formed by the emitter 146, the winding 149 and the base 150 of the transistor 118.
The parallel oscillating circuit formed by tap winding 143 and capacitor 122 is also connected in series with this input circuit. The capacitor 121 is mounted between the resonant circuits of the oscillating circuits and the collector 147.
By its rotation the starting shaft drives the rotor.
With this rotation the alternating magnetic field of the moving rotor will cause the oscillating wheels 140 and 141 of the mechanical oscillator to begin to move against the force of the capillary springs 131 and 135. The movement of the oscillating wheel 141 will generate a voltage in the tap coil 143.
The polarities established by the capacitor 120 and the voltage generated in the tap coil keep the transistor 118
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<'' ... / '' "." "-; '"' ". '' in Ilitat 904-ooaduot # Ure .. ';. {wl 1",. \ 'r: ",' 1., 1 f \ '.. 1'". ",; t.,!, ii '" 1 in the non-conductive state. ''. ', - # ;.', v i, \. y. '../ \' ',;. , /. -; .... r / '/ 1 1., \,' "V 1, when the current of the inverter ton4k decrease 1 i 7 f. the * olm t6.cle the winding,, 11'i change to = a11) .t.nJ .: the flow of the existing gourant * The change in polarity of coil 149 and the signal from the oscillating wheel angled to the required coil provide the correct polarization for
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put the 'ranl1etor in active state.
While the tap coil 149 supplies transistor H8 with the operating current, the current which flows through the transistor of 0011'0- emitter the emitter charges the capacitor 1t A charged liver capacitor 120 supplies the current 4 'aotiTit4. This causes a large current to flow through transistor 118 through part 148 of the winding. engine 117.
This current causes a magnetic field to establish you in the actor's field
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which at somour provides the oscillating wheel. 140 and 141 are necessary to maintain the oscillation state when the large current through the coil 146
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begins to decrease, the signal from the request coil begins to turn negative. beds polarities change once more and the transistor is released. The capacitor 120 then charges completely with the opposite polarity by the coils, 148.
When the capacitor 120 receives its maximum change the
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current changes direction, flowing through winding 148 which maintains the transistor in the released state by returning its circuit to the initial state to complete the cycle *
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CLAIM 9 ..
1.- Rotary synchronous motor comprising a rotor, permanent magnet associated for operation with a stator carrying a winding characterized in that one winding of the stator comprises a larger part of the winding and a smaller part of the winding; two means of transmission **
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.