Moteur électrique à rotor oscillant La présente invention a pour objet un mo teur électrique à rotor oscillant comprenant un stator et un rotor qu'un ressort de rappel tend à maintenir en position de repos. Ce moteur est caractérisé par le fait que l'une des deux parties du moteur - rotor et stator - est constituée par un électro-aimant alimenté en courant alternatif, et l'autre par un aimant per manent dont l'axe magnétique, lorsque le rotor est au repos, est perpendiculaire à la direction du flux de l'électro-aimant, des pièces polaires en fer doux étant fixées à l'élément magnétique constituant le rotor, ces pièces polaires étant diamétralement opposées et formées chacune de deux moitiés symétriques par rapport à l'axe magnétique dudit élément, ces pièces po laires formant,
lorsque le rotor est au repos, de part et d'autre de l'axe de rotation de l'élément magnétique constituant le rotor, un pont entre les pôles de l'élément magnétique constituant le stator, le tout étant agencé de façon que le champ de l'électro-aimant et celui de l'aimant permanent 'additionnent dans deux moitiés diamétralement opposées des pièces polaires et se soustraient dans les deux autres moitiés, ceci alternativement et en accord avec les change ments de sens du courant alternatif.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention. Les fig. 1 et 2 en sont deux vues schéma tiques, la fig. 3 en est une vue en perspective. Dans ces figures, 4 désigne un aimant per manent, de section rectangulaire, sur les pôles duquel sont fixées, avec un bon contact ma gnétique, les deux masses polaires 31, 32 en fer doux feuilleté et en forme de segments de cercle ; au centre de l'aimant est encastrée une tige 5 formant l'axe du moteur ; cet ensemble constitue le rotor oscillant.
Le stator est un électro-aimant dont le noyau en fer à cheval 1, en tôle feuilletée, porte les enroulements 2 et dont les pièces polaires embrassent les pôles de l'aimant, l'axe magnétique de celui-ci, au repos, étant perpendiculaire à la direction du flux polaire de l'électro-aimant.
On a indiqué en fig. 2, par des petites flèches, le trajet des lignes de force de l'aimant et par des flèches plus longues celui du flux statorique. Pour une alteinance le flux est renforcé dans deux cornes polaires (parties ha churées en fig. 2) et amoindri dans les deux autres cornes (partise claires) et vice versa pour l'autre alternance.
Il en résulte un effet dissy métrique et un déplacement angulaire alterna tivement dans un sens et dans l'autre de part et d'autre de l'axe X-Y. Cette disposition a l'avantage de permettre au flux alternatif de pas ser par les pièces polaires en fer doux de l'ai- tuant sans exercer sur ce dernier d'action démagnétisante de sorte que la force magné- tisante et coercitive de l'aimant n'est pas modi fiée.
Il est utile de pouvoir augmenter l'ampli tude des oscillations angulaires tout en per mettant de donner à l'armature mobile une masse suffisante pour obtenir des forces élevées. En effet, l'inertie augmentant avec la masse, le mobile n'obéit à la fréquence rapide du cou rant alternatif qu'avec une amplitude angulaire d'autant plus faible que la masse est grande. Or, une réduction de la masse de l'aimant réduit la puissance développée.
Pour concilier ces effets contradictoires, il est prévu de relier l'axe 5 au bâti par un fort ressort spiral 6 (fig. 3) de façon à faire coïncider les oscilla tions naturelles mécaniques de tout l'équipage mobile avec la fréquence du courant d'alimen tation. La période des oscillations de l'équipage oscillant est
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où K désigne le moment d'inertie de l'équipage et C le moment élastique du spiral.
On choisit les constantes du ressort pour que T soit égal à la période du courant alter natif.
Dans ce cas, la fréquence naturelle coïncide avec la fréquence imposée, autrement dit il y a résonance, l'amplitude va en augmentant pour se fixer à la valeur la plus grande que le sys tème est capable de fournir pour un moment d'inertie et une fréquence déterminée du cou rant. Le moteur représenté présente l'avantage d'être de construction très simple et, sous un encombrement réduit, de produire un couple relativement puissant, du fait que le champ de l'aimant s'ajoute à celui de l'électro-aimant.
Il est bien entendu que l'on pourrait per muter les rôles des éléments magnétiques cons tituant le rotor et le stator, l'aimant permanent et ses pièces polaires devenant le stator et l'électro-aimant le rotor, sans changer les con ditions de fonctionnement du moteur.
Electric motor with oscillating rotor The present invention relates to an electric motor with oscillating rotor comprising a stator and a rotor that a return spring tends to maintain in the rest position. This motor is characterized by the fact that one of the two parts of the motor - rotor and stator - consists of an electromagnet supplied with alternating current, and the other by a permanent magnet whose magnetic axis, when the rotor is at rest, is perpendicular to the direction of the flow of the electromagnet, soft iron pole pieces being fixed to the magnetic element constituting the rotor, these pole pieces being diametrically opposed and each formed of two symmetrical halves by relative to the magnetic axis of said element, these polar parts forming,
when the rotor is at rest, on either side of the axis of rotation of the magnetic element constituting the rotor, a bridge between the poles of the magnetic element constituting the stator, the whole being arranged so that the field of the electromagnet and that of the permanent magnet 'add up in two diametrically opposed halves of the pole pieces and subtract in the other two halves, this alternately and in accordance with the changes in direction of the alternating current.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the present invention. Figs. 1 and 2 are two tick diagram views, FIG. 3 is a perspective view. In these figures, 4 denotes a permanent magnet, of rectangular section, on the poles of which are fixed, with good magnetic contact, the two pole masses 31, 32 in laminated soft iron and in the form of segments of a circle; in the center of the magnet is embedded a rod 5 forming the axis of the motor; this assembly constitutes the oscillating rotor.
The stator is an electromagnet whose horseshoe core 1, in laminated sheet metal, carries the windings 2 and whose pole pieces embrace the poles of the magnet, the magnetic axis of the latter, at rest, being perpendicular to the direction of the polar flux of the electromagnet.
It has been indicated in fig. 2, by small arrows, the path of the lines of force of the magnet and by longer arrows that of the stator flux. For an alteration the flow is reinforced in two polar horns (chured parts in fig. 2) and lessened in the other two horns (clear part) and vice versa for the other alternation.
This results in a dissymmetric effect and an angular displacement alternately in one direction and the other on either side of the X-Y axis. This arrangement has the advantage of allowing the alternating flux to pass through the soft iron pole pieces of the magnet without exerting a demagnetizing action on the latter so that the magnetizing and coercive force of the magnet is not changed.
It is useful to be able to increase the amplitude of the angular oscillations while making it possible to give the movable armature sufficient mass to obtain high forces. Indeed, the inertia increasing with the mass, the moving body obeys the rapid frequency of the alternating current only with an angular amplitude that is all the smaller as the mass is large. However, a reduction in the mass of the magnet reduces the power developed.
To reconcile these contradictory effects, it is planned to connect the axis 5 to the frame by a strong spiral spring 6 (fig. 3) so as to make the natural mechanical oscillations of the whole moving assembly coincide with the frequency of the current d. 'food. The period of the oscillations of the oscillating crew is
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where K designates the moment of inertia of the crew and C the elastic moment of the balance spring.
The spring constants are chosen so that T is equal to the period of the native alternating current.
In this case, the natural frequency coincides with the imposed frequency, in other words there is resonance, the amplitude increases to fix itself at the greatest value that the system is able to provide for a moment of inertia and a determined frequency of the current. The motor shown has the advantage of being of very simple construction and, in a small footprint, of producing a relatively powerful torque, due to the fact that the field of the magnet is added to that of the electromagnet.
It is understood that one could change the roles of the magnetic elements constituting the rotor and the stator, the permanent magnet and its pole pieces becoming the stator and the electromagnet the rotor, without changing the conditions of operation. engine operation.