CH352034A - Moteur électrique - Google Patents

Moteur électrique

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CH352034A
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coil
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Inventor
Marti Frederic
Braunschweig Georges
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Frederic Marti Et Georges Brau
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/12Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using detecting coils using the machine windings as detecting coil
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/16Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating an electro-dynamic continuously rotating motor

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Description


  Moteur électrique    Pour l'entretien de mouvements mécaniques quel  conques à l'aide d'une source de courant continu,  on utilise généralement des moteurs à courant con  tinu comportant, en principe, un stator, un rotor, et  un dispositif de commutation ou d'interruption du  courant constitué, dans la plupart des cas, par un  collecteur.

   Lorsqu'il     s'agit    de micro-moteurs ayant à  fournir une très faible puissance mécanique et ali  mentés par une faible source de courant à basse ten  sion telle que, par exemple, une pile, un accumula  teur, un convertisseur de rayonnement électromagné  tique ou corpusculaire en énergie électrique ou un  convertisseur d'énergie calorique ou mécanique, le  collecteur présente divers inconvénients ; ces incon  vénients, dus principalement au fait que le collecteur  fonctionne par contacts, sont les suivants. : incertitude  de fermeture intime du contact, altération due à la  corrosion, poussière ou usure, variations de tension  et résistance de contact, frottement mécanique, etc.

    Le frottement mécanique et     la        chute    de tension au  contact absorbent dans le cas des     micro-moteurs    une  partie importante de l'énergie fournie par la source  de courant ; il en résulte une diminution du rende  ment du moteur et une augmentation de la consom  mation de courant à vide et en charge: au surplus  la vie des dispositifs à     contacts    est     limitée    (1000  heures environ pour les micro-moteurs).  



  La présente invention vise à remédier à ces in  convénients en remplaçant le dispositif commutateur  par un dispositif     amplificateur    électronique recevant  à l'entrée une tension induite dérivée du mouvement  du moteur par induction électrodynamique et four  nissant à la sortie la puissance nécessaire pour entre  tenir le mouvement du moteur.  



  Pour atteindre     ce    but, l'invention a pour objet  un moteur électrique, notamment de faible puissance,  comprenant un rotor et un stator, et caractérisé en    ce que l'un de ces éléments comporte au moins deux  bobines dont l'une est une bobine de commande et  l'autre une bobine     d'entretien    du mouvement du  rotor, ces bobines étant connectées respectivement  dans les circuits d'entrée et de sortie d'un dispositif  amplificateur électronique, tandis que l'autre élément  comporte au moins un aimant     permanent    destiné  d'une part à induire une tension de commande dans  la bobine de     commande,    et, d'autre part, à coopérer  avec la bobine d'entretien pour fournir un couple  mécanique assurant l'entretien du mouvement du  rotor,

   le dispositif     amplificateur    électronique réglant  le débit du courant alimentant la bobine d'entretien.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  deux     formes    d'exécution du moteur objet de l'in  vention.    La     fig.    1 représente un schéma du circuit électri  que d'un moteur comprenant un transistor comme  amplificateur.  



  La     fig.    2 est une vue en perspective d'une pre  mière forme d'exécution, dont  la     fig.    3 est une vue schématique en coupe ver  ticale et la     fig.    4 une vue schématique en plan.  



  La     fig.    5 est une coupe     verticale    d'une seconde  forme d'exécution, dont  la     fig.    6 est une vue en plan avec parties en    coupe.  Le circuit électrique représenté dans la     fig.    1 est  celui du     micro-moteur    des     fig.    2 à 4. Il comporte  une batterie 1 qui peut être, par exemple, une pile  de lampe de poche à 1,5 volt, un transistor 2, une  résistance 3, une bobine de commande 4 connectée  à l'entrée (entre l'émetteur et la base) du transistor 2  à travers ladite résistance 3, et une bobine 5 dite  d'entretien du mouvement, connectée d'une part à la  batterie 1 et d'autre part à l'émetteur du transistor 2.

    Les bobines de commande 4 et d'entretien 5 sont      des solénoïdes sans matière     aimantable    qui     forment     le stator du moteur dont le rotor est constitué par un  axe 6 portant deux culasses rectilignes parallèles 7  et 8 en matière     aimantable    douce, aux extrémités  desquelles sont fixés des aimants permanents 9, 10,  11, 12 à grande force coercitive (par exemple supé  rieure à 300 Oersted).

   L'axe 6 est pivoté d'une     part     dans un palier de butée 13 noyé dans une platine       l4a    qui forme le fond d'un     boitier    14 en matière  synthétique isolante moulée, et d'autre part dans un  palier 15 fixé dans un pont 16 vissé audit     boitier     par des pieds 17 et 18     (fig.    2). Les deux culasses  7 et 8 sont fixées sur l'axe respectivement au-dessus  et au-dessous des bobines 4 et 5.

   Ces dernières sont  des bobines plates de faible épaisseur, sans matière       aimantable,    de forme     générale        ovale    dont l'axe de  symétrie     commun    passe par l'axe 6 et dont les pointes  sont dirigées vers     cet    axe et les     flancs    au moins       approximativement    radiaux     (fig.    4). La bobine de  commande 4 est plus. étroite que la bobine d'entre  tien 5.  



  Les aimants permanents 9, 10, 11 et 12 sont  disposés de telle façon que     lorsqu'un    côté d'une des  bobines se trouve entre les aimants 9 et 11, le côté  opposé de l'autre bobine se trouve entre les aimants  10 et 12. Les bobines 4 et 5 sont fixées aux parois  latérales du     boitier    14 par des brides non représen  tées. Le socle 14     porte    encore un levier de lancement  du rotor non représenté.

      Le     fonctionnement    du micro-moteur représenté  dans les     fig.    1 à 4 est le suivant : le rotor ayant été  préalablement lancé, indifféremment dans un sens ou  dans l'autre, les aimants permanents 10 et 12 indui  sent dans la bobine de commande 4 une tension qui  est appliquée à l'entrée du transistor 2 à travers la  résistance 3 à laquelle on donne une valeur appro  priée pour obtenir un rendement optimum du moteur  et, suivant le couplage magnétique entre la bobine de  commande et la bobine d'entretien, diminuer ou sup  primer l'amorçage éventuel d'une     auto-oscillation     entre ces deux bobines. La puissance fournie par la  batterie 1 commandée par le transistor 2 est débitée  dans le circuit de sortie de ce dernier à travers la  bobine d'entretien 5.

   Les aimants 9 et 11 et la  bobine 5 sont polarisés de telle manière que le cou  rant i2     (fig.    1) passant par la bobine 5 donne avec  le champ existant entre les aimants 9 et 11 une force  dirigée dans le sens de rotation du rotor, et entre  tienne par conséquent ce mouvement. Lorsque les  aimants 9 et 11 se trouvent en regard de la bobine  de commande 4, ils induisent dans cette dernière une  tension de sens opposé, mais puisque dans ce sens  de polarisation le circuit d'entrée du transistor 2 est  pratiquement bloqué, aucun courant     12    ne peut passer  par la bobine d'entretien 5. La prochaine impulsion  se produit lorsque les aimants 10 et 12 se trouvent  à nouveau en regard de la bobine 4 et les aimants  9 et 11 en regard de la bobine 5. Le cycle se répète  dans le sens de rotation du rotor.

      Il est avantageux de disposer les organes créant  le champ magnétique aussi près que possible de  l'entrefer traversé par ce champ, de     façon    à perdre  le moins de     flux    possible par les lignes de fuite qui  passent en dehors de l'entrefer utile. Il est aussi  avantageux que les deux culasses soient au même  potentiel magnétique de façon à ne pas perdre de  flux utile par des lignes de force qui pourraient se  former directement entre les culasses, des deux côtés  de l'entrefer. Les culasses étant en matière     aiman-          table    douce et n'étant pas saturées par le flux magné  tique, n'absorbent pratiquement pas de tension ma  gnétique.

   D'autre part, si ces culasses sont au même  potentiel magnétique, on peut les fixer sur un axe 6  en matière magnétique sans risquer une perte de  flux utile à travers cet axe. Les aimants 9, 11 sont  polarisés comme indiqué dans la     fig.    3 et ils sont       dimensionnés    de façon à fournir chacun le même  champ magnétique. On pourrait supprimer les ai  mants 11 et 12 en doublant la longueur des aimants  9 et 10 ou     vice    versa, tout en maintenant les culasses  7 et 8 au même potentiel magnétique.  



  On pourrait aussi inverser la polarité des aimants  9 et 11 tout en maintenant les culasses 7 et 8 au  même potentiel magnétique, mais dans ce cas les  deux chemins du flux magnétique, d'une part à tra  vers les aimants 9 et 11 et d'autre part à travers  les aimants 10 et 12, devraient se fermer à travers  l'axe 6 qui devrait alors être obligatoirement en ma  tière     aimantable    douce et d'une section suffisante  pour n'être pas saturé par le flux magnétique. Si on  renonçait à l'avantage des culasses au même potentiel  magnétique, on pourrait remplacer la partie de l'axe  6 située entre les culasses 7 et 8 par un seul aimant  et remplacer les     aimants    9, 10, 11 et 12 par des  pièces polaires en matière     aimantable    douce.  



  Il est avantageux de construire les bobines 4 et 5  aussi plates que possible pour réaliser un petit     entre-          fer    et une grande induction magnétique. Il est aussi  avantageux de construire ces bobines sans matière       aimantable    pour éviter les     pertes    d'énergie dues d'une  part aux variations du     flux    dans les noyaux (par  exemple par     hystérèse    et courants de Foucault), et  d'autre part à la friction accrue dans les paliers 13  et 15 qui résulterait d'une attraction magnétique entre  la matière     aimantable    du stator et les aimants du  rotor.  



  En donnant aux bobines 4 et 5 la forme ovale  représentée avec leur axe de symétrie commun pas  sant par l'axe 6, on vise l'obtention d'une tension  induite sur la plus grande     partie    de la longueur de  chaque bobine en diminuant la partie dans laquelle  il n'y a pas de tension induite et dans laquelle la  bobine ne présente qu'une résistance ohmique con  sommant de l'énergie en pure     perte.     



  On obtient un rendement optimum en ne per  mettant au courant     12    de circuler que lorsque toutes  les spires de la bobine d'entretien 5 se trouvent  entièrement entre deux aimants superposés 9 et 11  ou 10 et 12 et sont donc traversées par un     flux         maximum. Pour parvenir à ce résultat, il est avan  tageux de faire les deux bobines moins larges que les  aimants et la bobine de commande 4 plus étroite que  la bobine d'entretien 5 de façon à induire dans la  bobine de commande 4 une tension qui ne fait tra  verser le transistor 2 par le courant d'entretien     i,     que dans une position du rotor     oà    les spires de la  bobine d'entretien 5 sont coupées par le     flux    magné  tique maximum.  



  Le micro-moteur représenté dans les     fig.    5 et 6       comporte    un axe 20 pivoté dans des paliers 21 et  22 fixés respectivement dans le fond d'un socle 23  et dans le fond d'un couvercle cylindrique 24. L'axe  20 porte deux culasses     annulaires        concentriques    25  et 26. Au socle 23 sont fixées quatre bobines en  forme de segments annulaires : l'une de ces bobines  27 est une bobine de commande et les trois autres  28 sont des bobines d'entretien. La culasse extérieure  26 est     supportée    par un moyeu 29 en matière non  magnétique fixé sur l'axe 20 et relié à la culasse  par quatre bras 30.

   La culasse intérieure 25 porte  quatre aimants permanents 31 à polarités alternati  vement inversées, comme indiqué dans la     fig.    6.  



       Les    quatre bobines 27 et 28 ont une forme  générale rectangulaire incurvée de façon à épouser  l'enveloppe d'un cylindre ; elles n'ont pas de noyau  en matière     aimantable.     



  Grâce au fait que ce moteur comprend trois  bobines d'entretien pour une seule bobine de com  mande, et grâce à la disposition concentrique des  culasses et des bobines, ce moteur peut     atteindre    une  plus grande puissance pour un même encombrement  que celui des     fig.    2 à 4.  



  Il va sans dire que dans l'une et l'autre forme  d'exécution on pourrait inverser la disposition des       aimants    et des bobines, les aimants faisant     partie    du  stator et les     bobines    faisant partie du rotor.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Moteur électrique, notamment de faible puis sance, comprenant un rotor et un stator, caractérisé en ce que l'un de ces éléments comporte au moins deux bobines dont l'une est une bobine de com mande et l'autre une bobine d'entretien du mouve ment du rotor, ces bobines, étant connectées respec tivement dans les circuits d'entrée et de sortie d'un dispositif amplificateur électronique, tandis que l'au tre élément comporte au moins un aimant permanent destiné d'une part à induire une tension de com mande dans la bobine de commande et d'autre part à coopérer avec la bobine d'entretien pour fournir un couple mécanique assurant l'entretien du mouve ment du rotor,
    le dispositif amplificateur électroni que réglant le débit du courant alimentant la bobine d'entretien. SOUS-REVENDICATIONS 1. Moteur suivant la revendication, caractérisé en ce que les bobines font partie du stator et l'aimant permanent fait partie du rotor. 2.
    Moteur suivant la revendication et la sous revendication 1, caractérisé en ce que le rotor est formé de deux culasses en matière magnétique douce fixées sur l'axe du moteur et dont l'une au moins porte des aimants permanents à force coercitive supé rieure à 300 Oersted, ces aimants étant dimensionnés et polarisés de façon que les deux culasses soient au même potentiel magnétique et que pratiquement tout le flux magnétique fourni par ces aimants soit con centré dans les. entrefers et passe à travers les bobines lorsque le rotor tourne. 3.
    Moteur suivant la revendication et les sous- revendications .1 et 2, caractérisé en ce que les culasses sont formées par deux bras diamétraux dont l'un au moins porte un aimant à chacune de ses extrémités. 4. Moteur suivant la revendication et les, sous- revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les culas ses sont formées par des anneaux concentriques. 5. Moteur suivant la revendication, caractérisé en ce que les bobines sont des solénoïdes sans matière aimantable. 6.
    Moteur suivant la revendication, caractérisé en ce que les bobines ont une forme générale ovale, leur axe de symétrie passant par l'axe du moteur et leurs flancs étant au moins approximativement ra diaux, leur pointe étant dirigée vers l'axe. 7. Moteur suivant la revendication et les sous- revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que les bobines ont la forme générale de segments annulai- res rectangulaires incurvés concentriques aux culasses.
CH352034D 1959-02-27 1959-02-27 Moteur électrique CH352034A (fr)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2475247A1 (fr) * 1980-02-05 1981-08-07 Jaz Sa Perfectionnement aux moteurs pas a pas, notamment pour mouvements d'horlogerie
FR2531285A1 (fr) * 1982-07-30 1984-02-03 Greffier Claude Moteur electrique a aimants permanents

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2475247A1 (fr) * 1980-02-05 1981-08-07 Jaz Sa Perfectionnement aux moteurs pas a pas, notamment pour mouvements d'horlogerie
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