FR2605156A1

FR2605156A1 - Electric machine, in particular a DC motor, with reversal of the direction of rotation, assembly of such a machine and of switch-based control means, and its application to a drive clutch

Info

Publication number: FR2605156A1
Application number: FR8613994A
Authority: FR
Inventors: Pierre Grunberg
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1988-04-15
Also published as: FR2605156B1

Abstract

The DC electric machine comprises a rotor equipped with a commutator 4 cooperating with at least two brushes 1, 2 mounted in a stator. The machine includes at least one additional brush 7, 8 capable of cooperating with the commutator and intended to be connected to one of the poles of a DC supply source, whilst at least one of the first brushes 1, 2 is intended to be connected to the other pole of the source, depending on the desired direction of rotation, at least one other of the first brushes 2, 1 remaining isolated from this other pole, so that a single switch means d1, d2 is associated with each of the first brushes 1, 2.

Description

MACHINE ELECTRIQUE, EN PARTICULIER MOTEUR, A COURANT CONTINU,
A INVERSION DU SENS DE ROTATION, ENSEMBLE D'UNE TELLE MACHINE
ET DE MOYENS DE COMMANDE A INTERRUPTEURS, ET SON APPLICATION A
UN EMBRAYAGE PILOTE
L'invention est relative b une machine électrique å courant continu, destinée 9 etre associée à des moyens de commande d'inversion du sens de rotation, de maniere å pouvoir fonctionner dans un sens ou dans l'autre, a partir d'une source de tension continue unique, machine du genre de celles qui comprennent un rotor muni d'un collecteur avec lequel coopèrent au moins deux balais montés dans un stator.ELECTRIC MACHINE, PARTICULARLY MOTOR, DIRECT CURRENT,
WITH REVERSE DIRECTION OF ROTATION, ASSEMBLY OF SUCH A MACHINE
AND CONTROL MEANS WITH SWITCHES, AND ITS APPLICATION TO
A PILOT CLUTCH
The invention relates to an electric direct current machine, intended to be associated with means for controlling the reversal of the direction of rotation, so as to be able to operate in one direction or the other, from a source. single DC voltage, machine of the kind that includes a rotor provided with a collector with which cooperate at least two brushes mounted in a stator.

L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'interEt, mais non exclusivement, un moteur à courant continu. The invention relates more particularly, because it is in this case that its application seems to have the most interest, but not exclusively, a DC motor.

On sait que, d'une manière classique, pour pouvoir faire tourner un moteur à courant continu dans les deux sens de rotation à partir d'une source de tension unique, on passe par un pont de commande dit "pont en H" qui comporte quatre interrupteurs, formés par exemple par des éléments semi-conducteurs, qui doivent entre performants et qui sont donc coûteux. Pour chaque sens de rotation, deux interrupteurs se trouvent montés en série et il en résulte, dans le cas où les interrupteurs sont constitués par des semiconducteurs, une perte de tension de l'ordre de i ou 2 Volts par interrupteur. En outre, le nombre relativement éleve d'interrupteurs, en particulier de semi-conducteurs, contribue a diminuer la fiabilité de la machine, et å augmenter les pertes et l'échauffement. It is known that, in a conventional manner, in order to be able to rotate a DC motor in both directions of rotation from a single voltage source, one passes through a so-called "H-bridge" control bridge which comprises four switches, formed for example by semiconductor elements, which must be efficient and which are therefore expensive. For each direction of rotation, two switches are connected in series and this results, in the case where the switches are constituted by semiconductors, a voltage loss of the order of i or 2 volts per switch. In addition, the relatively high number of switches, in particular semiconductors, contributes to reducing the reliability of the machine, and to increasing the losses and the heating.

L'invention a pour but, surtout, de fournir une machine électrique a courant continu, en particulier un moteur, du genre défini précédemment, qui réponde mieux que jusqu'a présent aux diverses exigences de la pratique et qui, notamment, n'exige qu'un nombre réduit de moyens interrupteurs, au niveau des moyens de commande d'inversion du sens de rotation. The object of the invention is, above all, to provide an electric direct current machine, in particular a motor, of the kind defined above, which meets better than hitherto the various requirements of practice and which, in particular, does that a reduced number of switch means, at the level of the means for controlling the reversal of the direction of rotation.

Selon l'invention, une machine électrique à courant continu, destinée à être associée à des moyens de commande d'inversion du sens de rotation, de maniere à pouvoir fonctionner dans un sens ou dans l'autre, du genre en question, est caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un balai supplémentaire propre à coopérer avec le collecteur, ce balai étant destiné à etre relié å l'un des pâles d'une source d'alimentation électrique continue, tandis que l'un au moins des premiers balais est destiné a être relié à l'autre pôle decca source, selon le sens de rotation souhaité, un autre au moins des deux premiers balais restant isole de cet autre pâle, de telle sorte qu'un seul moyen interrupteur est associé à chacun des deux premiers balais. According to the invention, an electric direct current machine, intended to be associated with means for controlling the reversal of the direction of rotation, so as to be able to operate in one direction or the other, of the kind in question, is characterized by the fact that it comprises at least one additional brush suitable for cooperating with the collector, this brush being intended to be connected to one of the blades of a continuous electrical power source, while at least one of the first brushes is intended to be connected to the other pole decca source, according to the desired direction of rotation, another at least of the first two brushes isolated from this other pale, so that a single switch means is associated with each of the first two brooms.

Généralement, les premiers balais sont au nombre de deux et diamétralement opposes. Generally, the first brushes are two in number and diametrically opposed.

Avantageusement deux balais supplémentaires sont prévus et reliés électriquement entre eux par un conducteur. Advantageously, two additional brushes are provided and electrically connected to each other by a conductor.

La machine de l'invention peut fonctionner avec un seul balai supplémentaire, mais son rendement devient alors médiocre ; dans ce qui suit on considérera essentiellement le cas GÙ deux balais supplémentaires sont prévus. The machine of the invention can operate with a single additional brush, but its performance then becomes poor; in what follows we will essentially consider the case GÙ two additional brushes are provided.

Les balais supplémentaires ou seconds balais, sont de préférence situes sur une ligne isopotentielle. Avantageusement, les seconds balais sont diamétralement opposés. The additional brushes or second brushes are preferably located on an isopotential line. Advantageously, the second brushes are diametrically opposite.

Les deux balais supplémentaires, reliés l'un a l'autre, peuvent etre branchés sur la borne positive de la source d'alimentation alors que les moyens interrupteurs pour la commande du sens de rotation sont prévus entre les deux premiers balais et la borne négative, ou la masse, de la source d'alimentation. The two additional brushes, connected to each other, can be connected to the positive terminal of the power source while the switch means for controlling the direction of rotation are provided between the first two brushes and the negative terminal , or ground, of the power source.

Selon une autre possibilité, les deux balais supplémentaires reliés l'un à l'autre sont branches a la masse alors que les moyens interrupteurs pour la commande du sens de rotation sont prévus entre la borne positive de la source d'alimentation et les deux premiers balais. According to another possibility, the two additional brushes connected to each other are connected to ground while the switch means for controlling the direction of rotation are provided between the positive terminal of the power source and the first two broom.

La ligne des balais supplémentaires peut être décalée par rapport à un diamètre du moteur de maniere à rendre dissymétriques le couple et les vitesses de rotation fournis par le moteur suivant son sens de commande. The line of the additional brushes can be offset with respect to a diameter of the motor so as to make the torque and the rotational speeds supplied by the motor asymmetrical according to its direction of control.

Un moteur à courant continu, conforme à l'invention, est particulièrement approprie pour la commande d'un embrayage pilote de véhicule automobile. A DC motor, according to the invention, is particularly suitable for controlling a pilot clutch of a motor vehicle.

Avantageusement, les balais supplémentaires ont une dimension tangentielle, appelée ci-après largeur, suffisamment faible pour éviter un court-circuit prolongé entre deux lames de collecteur, les balais ayant une dimension axiale, appelée ci-apres hauteur, suffisante pour que la surface de contact avec le collecteur soit satisfaisante. Advantageously, the additional brushes have a tangential dimension, hereinafter called width, sufficiently small to avoid a prolonged short circuit between two collector blades, the brushes having an axial dimension, hereinafter called height, sufficient for the surface of contact with the collector is satisfactory.

Dans le cas où les balais supplémentaires reliés l'un à l'autre sont branchés à la masse, alors que les deux premiers balais sont reliés à la borne positive par les moyens interrupteurs, chaque moyen interrupteur est avantageusement constitué par la combinaison d'un transistor PNP suivi d'un transistor NPN branchés de manière à réduire les pertes en tension. In the case where the additional brushes connected to each other are connected to ground, while the first two brushes are connected to the positive terminal by the switch means, each switch means is advantageously constituted by the combination of a PNP transistor followed by an NPN transistor connected in order to reduce voltage losses.

Dans le cas ou les balais supplémentaires reliés l'un å l'autre sont branchés à la borne positive, alors que les deux premiers balais sont reliés à la borne négative, ou à la masse, par les moyens interrupteurs, ces derniers sont avantageusement constitués par la combinaison d'un transistor NPN suivi d'un transistor PNP branches de maniere å réduire les pertes en tension. In the case where the additional brushes connected to each other are connected to the positive terminal, while the first two brushes are connected to the negative terminal, or to earth, by the switching means, the latter are advantageously constituted by the combination of an NPN transistor followed by a PNP transistor branches in order to reduce the voltage losses.

L'invention concerne également l'ensemble d'une tel le machine électrique à courant continu, en particulier d'un moteur, avec les moyens interrupteurs de commande pour l'inversion du sens de rotation de cette machine, notamment du moteur. The invention also relates to the assembly of such an electric direct current machine, in particular of a motor, with control switch means for reversing the direction of rotation of this machine, in particular of the motor.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ciaprès a propos de modes de réalisation particuliers décrits avec référence aux dessins ci-annexés, et qui ne sont nul le ment limitatifs. The invention consists, apart from the arrangements set out above, of a certain number of other arrangements which will be more explicitly discussed below with regard to particular embodiments described with reference to the attached drawings, and which are not none the limiting.

La figure 1, de ces dessins, est un schéma d'un pont de commande classique de l'art antérieur, dit "pont en
H", pour pouvoir faire tourner un moteur à courant continu dans les deux sens de rotation à partir d'une source de tension unique.Figure 1 of these drawings is a diagram of a conventional control bridge of the prior art, called "bridge in
H ", to be able to rotate a DC motor in both directions of rotation from a single voltage source.

La figure 2 est une représentation schématique d'un moteur électrique à courant continu, conforme à l'invention, et de moyens de commande à interrupteurs pour l'inversion du sens de rotation de ce moteur. Figure 2 is a schematic representation of a direct current electric motor, according to the invention, and switch control means for reversing the direction of rotation of this motor.

La figure 3 est une représentation schématique d'une variante de réalisation du moteur de la figure 2, la ligne des balais supplémentaires étant décalée par rapport à un diamètre du moteur. Figure 3 is a schematic representation of an alternative embodiment of the motor of Figure 2, the line of the additional brushes being offset relative to a diameter of the motor.

La figure 4 est un schéma d'une variante de branchement du moteur. Figure 4 is a diagram of an alternative connection of the motor.

La figure 5, est un schéma de moyens interrupteurs de commande pouvant servir dans le montage de la figure 4. FIG. 5 is a diagram of control switch means that can be used in the assembly of FIG. 4.

La figure 6, enfin, est une variante du schéma de la figure 5. FIG. 6, finally, is a variant of the diagram of FIG. 5.

En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir une machine électrique à courant continu constituée par un moteur m associé à des moyens classiques c de commande d'inversion du sens de rotation de ce moteur m alimenté à partir d'une source de tension continue unique (non représentée), par des lignes d'alimentation Il, 12, relises respectivement à la borne positive, représentée par le Signe +, et à la borne négative, représentée par le signe -, sur la figure 1, de cette source de tension. Referring to FIG. 1 of the drawings, one can see an electric DC machine constituted by a motor m associated with conventional means c for controlling the reversal of the direction of rotation of this motor m supplied from a source. single DC voltage (not shown), by supply lines II, 12, connected respectively to the positive terminal, represented by the + sign, and to the negative terminal, represented by the sign -, in FIG. 1, this source of tension.

Le moteur m comporte deux balais 1, généralement diamétralement opposés. Les moyens de commance d'inversion c comprennent un pont de commande dit pont en H comportant quatre interrupteurs dl, d3, et d2, d4 associés respectivement deux par deux aux balais 1 et 2, selon le branchement représenté sur cette figure 1. The motor m comprises two brushes 1, generally diametrically opposite. The reversing control means c comprise a control bridge called an H-bridge comprising four switches dl, d3, and d2, d4 respectively associated two by two with the brushes 1 and 2, according to the connection represented in this FIG. 1.

Pour faire tourner le moteur m dans un premier sens de rotation, on ferme les interrupteurs dl et d4 de telle sorte que le balai 2 est relié à la borne + tandis que le balai 1 est relie à la borne - ; les interrupteurs d2 et d3 sont alors ouverts. Le courant circule dans le moteur, suivant le sens des flèches en traits pleins sur la figure 1. To rotate the motor m in a first direction of rotation, the switches dl and d4 are closed so that the brush 2 is connected to the terminal + while the brush 1 is connected to the terminal -; switches d2 and d3 are then open. Current flows in the motor, in the direction of the arrows in solid lines in Figure 1.

Pour faire tourner le moteur m dans le sens contraire, on ferme les interrupteurs d3 et d2, tandis que les interrupteurs dl et d4 sont ouverts. Le courant circule alors de la borne + vers le balai 1 et du balai 2 vers la borne - comme représenté par les flèches en tirets sur la figure 1. To turn the motor m in the opposite direction, the switches d3 and d2 are closed, while the switches dl and d4 are open. Current then flows from terminal + to brush 1 and from brush 2 to terminal - as shown by the dashed arrows in Figure 1.

Il apparaît ainsi que selon la technique antérieure, la commande d'inversion du sens de rotation du moteur m. a partir d'une source de tension unique, nécessite quatre interrupteurs qui doivent etre suffisammant performants et qui sont donc coûteux. Pour chaque sens de rotation. deux interrupteurs sont branchés en série ; de tels interrupteurs sont généralement constitués par des semiconducteurs qui introduisent une chute de tension, et un échauffement lesquels se trouvent accrus du fait du montage en série. It thus appears that according to the prior art, the command to reverse the direction of rotation of the motor m. from a single voltage source, requires four switches which must be sufficiently efficient and which are therefore expensive. For each direction of rotation. two switches are connected in series; such switches are generally constituted by semiconductors which introduce a voltage drop, and a heating which are increased due to the series connection.

Un moteur électrique à courant continu M. conforme b l'invention, et schématiquement représente sur la figure 2, permet de remédier à ces inconvenients. A direct current electric motor M. according to the invention, and schematically shown in FIG. 2, makes it possible to remedy these drawbacks.

Le moteur M de la figure 2 comporte un rotor 3 muni d'un collecteur 4 avec lequel coopèrent deux balais 1, 2 semblables à ceux de la figure 1. Le stator comporte deux aimants permanents 5, 6 géneralement constitués par des ferrites, s'étendant sensiblement suivant une demicirconférence, Fropres à créer un champ magnétique dont l'orientation moyenne, entre les aimants 5 et 6, est représentée par la flèche H. L'orientation de cette flèche dépend des polarités respectives des aimants 5 et 6. Aux deux poules du stator correspondent les deux balaie 1 et 2. diamétralement opposés et placés sur une ligne orthogonale ou sensiblement orthogonale à la fleche H. The motor M of FIG. 2 comprises a rotor 3 provided with a collector 4 with which two brushes 1, 2 similar to those of FIG. 1 cooperate. The stator comprises two permanent magnets 5, 6 generally constituted by ferrites, s' extending substantially along a semi-circumference, Fropres to create a magnetic field whose average orientation, between the magnets 5 and 6, is represented by the arrow H. The orientation of this arrow depends on the respective polarities of the magnets 5 and 6. Both stator hens correspond to the two brushes 1 and 2. diametrically opposite and placed on a line orthogonal or substantially orthogonal to the arrow H.

Le moteur M comporte deux balais supplémentaires 7, 8 propres à cooperer avec le collecteur 4, ces deux balais supplémetaires 7, 8 étant reliés électriquement entre eux par un conducteur 9. The motor M comprises two additional brushes 7, 8 suitable for cooperating with the manifold 4, these two additional brushes 7, 8 being electrically connected to each other by a conductor 9.

Les deux balais supplémentaires 7, 8 sont destinés a être relies à l'un des piles de la source d'alimentation électrique continue unique. Dans le cas de la figure 2, les balais 7 et 8 sont reliés électriquement à la borne + de la source, par la ligne 11. The two additional brushes 7, 8 are intended to be connected to one of the batteries of the single DC power source. In the case of FIG. 2, the brushes 7 and 8 are electrically connected to the + terminal of the source, by line 11.

Un seulement des deux premiers balais 1, 2 est à relier à l'autre pole de la source de tension continue ; le choix du premier balai 1, 2 relié à cet autre p81e dépend du choix du sens de rotation du moteur M : L'autre premier balai 2, 1 reste isolé de l'autre pôle de la source. En conséquence, un seul moyen interrupteur dl respectivement d2, est associé 9 chacun des deux premiers balais 1, 2. Le moyen interrupteur dl est branché entre le balai 1 et l'autre poule de la source d'alimentation, à savoir le pOle dans le cas de la figure 2. De mamie, I'interrupteur d2 est branche entre le balai 2 et cette meme borne -. Only one of the first two brushes 1, 2 is to be connected to the other pole of the DC voltage source; the choice of the first brush 1, 2 connected to this other p81e depends on the choice of the direction of rotation of the motor M: The other first brush 2, 1 remains isolated from the other pole of the source. Consequently, only one switch means dl respectively d2, is associated 9 each of the first two brushes 1, 2. The switch means dl is connected between the brush 1 and the other hen of the power source, namely the pole in the case of FIG. 2. Granny, the switch d2 is connected between the brush 2 and this same terminal -.

La ligne G des deux premiers balais 1, 2 est généralement constituée par un diamètre. The line G of the first two brushes 1, 2 generally consists of a diameter.

Les seconds balais 7, 8 sont situés sur une ligne
Q correspondant, pour un moteur classique, à une ligne equipotentiel le, cette ligne Q étant orthogonale a la ligne G des premiers balais. Dans le cas du montage de la figure 2, les seconds balais 7, 8 sont diamétralement opposés et décalés de 90' par rapport aux premiers balais 1, 2. D'une manière générale, on peut dire que les balais supplémentaires 7, 8 sont disposés suivant une ligne equipotentielle d'un moteur classique. On comprend ainsi que les deux balais supplémentaires 7, 8 peuvent être mis en court circuit car iso-potentiels.Ces deux balais 7, 8 déterminent en quelque sorte un "point milieu" sur le moteur M et permettent de réduire à deux le nombre d'interrupteurs necessaires pour la commande d'inversion du sens de rota t ion. The second brushes 7, 8 are located on a line
Q corresponding, for a conventional motor, to an equipotential line le, this line Q being orthogonal to the line G of the first brushes. In the case of the assembly of FIG. 2, the second brushes 7, 8 are diametrically opposite and offset by 90 'relative to the first brushes 1, 2. In general, it can be said that the additional brushes 7, 8 are arranged along an equipotential line of a conventional motor. It is thus understood that the two additional brushes 7, 8 can be short-circuited because iso-potentials. These two brushes 7, 8 somehow determine a "midpoint" on the motor M and make it possible to reduce the number of d to two. 'switches required for reversing the direction of rotation.

En quelque sorte, le moteur classique représenté sur la figure 1 a ete modifié selon l'invention en deux demi-moteurs ; l'un de ces demi-moteurs est mis en fonctionnement lorsque le moyen interrupteur dl est fermé alors que le moyen interrupteur d2 est ouvert, le moteur tournant alors dans un sens. L'autre "demi-moteur" est mis en fonc tionneinent lorsque le moyen interrupteur d2 est fermé alors que l'interrupteur dl est ouvert ; le moteur tourne alors dans l'autre sens. In a way, the conventional motor shown in FIG. 1 has been modified according to the invention into two half-motors; one of these half-motors is put into operation when the switch means dl is closed while the switch means d2 is open, the motor then turning in one direction. The other "half-motor" is put into operation when the switch means d2 is closed while the switch dl is open; the motor then turns in the other direction.

Si l'on compare le moteur M de l'invention å un moteur m classique dont les dimensions et les enroulements seraient semblables, le moteur classique étant toutefois dépourvu des balais 7 et 8 et étant branché comme représenté sur la figure 1, on peut faire les remarques suivantes confirmées par des essais. If we compare the motor M of the invention to a conventional motor m whose dimensions and windings would be similar, the conventional motor however being devoid of the brushes 7 and 8 and being connected as shown in Figure 1, we can do the following remarks confirmed by tests.

Dans le cas du fonctionnement du moteur å vide, å tension égale d'alimentation, le moteur M aura une vitesse sensiblement double de celle du moteur m. In the case of the operation of the empty motor, at equal supply voltage, the motor M will have a speed substantially double that of the motor m.

Dans le cas de fonctionnement sous couple, le moteur M necessite un courant dont l'intensité est deux fois plus élevée que celle nécessitée par le moteur m pour conserver un meme couple. In the case of torque operation, the motor M requires a current whose intensity is twice as high as that required by the motor m to maintain the same torque.

Le rendement global du moteur M est inférieur à celui du moteur classique m dont les dimensions et les enroulements sont semblables, du fait d'une moins bonne utilisation du cuivre et du fer. Toutefois, lorsque le moteur M est combiné avec les moyens de commande d'inversion du sens de rotation, à partir d'une mEme source de tension, les pertes dans les moyens de commande dl, d2 (interrupteurs) sont réduites de moitié par rapport à celles de la commande classique de la figure 1. On économise, comme déjà indiqué, deux moyens interrupteurs généralement constitués par des transistors de puissance relativement motteux. Cette economie s'accompagne d'une augmentation de fiabilite par suite de la diminution du nombre de composants et d'une réduction des pertes thermiques et échauffements.On reduit en outre la chute de tension, du fait qu'un seul interrupteur (transistor de puissance) est nécessaire pour chaque sens de rotation. The overall efficiency of the motor M is lower than that of the conventional motor m, the dimensions and the windings of which are similar, due to the less good use of copper and iron. However, when the motor M is combined with the control means for reversing the direction of rotation, from the same voltage source, the losses in the control means dl, d2 (switches) are reduced by half compared to to those of the conventional control of FIG. 1. As already indicated, there are saved two switch means generally constituted by transistors of relatively lumpy power. This saving is accompanied by an increase in reliability as a result of the reduction in the number of components and a reduction in thermal losses and overheating. In addition, the voltage drop is reduced, since only one switch (transistor of power) is required for each direction of rotation.

Les gains apportés par la solution de l'invention, correspondant au moteur M sont donc appréciables au niveau du coût et de la fiabilité. Les pertes par echauffement et chutes de tension dans les organes de commande sont réduites et, dans le cas d'une solution optimale, compensent la baisse de rendement provoquée par la modification du moteur en deux demi-moteurs. The gains provided by the solution of the invention, corresponding to the motor M are therefore appreciable in terms of cost and reliability. The losses due to overheating and voltage drops in the control members are reduced and, in the case of an optimal solution, compensate for the drop in efficiency caused by the modification of the motor into two half-motors.

Les balais supplémentaires 7 et 8 ont une largeur e suivant le sens de la circonférence du collecteur 4 de préférence suffisamment faible pour réduire les temps de court-circuit entre deux lames 111, conductrices de l'électricité, du collecteur 4, ces lames 1 etant séparées par des interlames il réalisées en une matière isolante.En effet en raison de la position angulaire des balais 7 et 8, la différence de potentiel entre deux lames successives du collecteur, au niveau de ces balais 7 et 8, est plus élevée qu'au niveau des balais 1 et 2. ll est donc souhaitable que la largeur e des balais 7 et 8 soit aussi réduite que possible, cette diminution de largeur pouvant etre compensé, au niveau de la surface de contact entre les balais 7 et 8 et le collecteur, par une augmentation de la hauteur de ces balais 7 et 8 suivant une direction parallèle à l'axe A. The additional brushes 7 and 8 have a width e along the direction of the circumference of the collector 4 preferably sufficiently small to reduce the short-circuit times between two blades 111, electrically conductive, of the collector 4, these blades 1 being separated by interlames made of an insulating material. Indeed due to the angular position of the brushes 7 and 8, the potential difference between two successive blades of the collector, at the level of these brushes 7 and 8, is higher than at the level of the brushes 1 and 2. It is therefore desirable that the width e of the brushes 7 and 8 be as reduced as possible, this reduction in width being able to be compensated for, at the level of the contact surface between the brushes 7 and 8 and the collector, by increasing the height of these brushes 7 and 8 in a direction parallel to the axis A.

En se reportant à la figure 3 on peut voir une variante de réalisation d'un moteur M conforme à l'invention, selon laquelle la ligne Q des balais supplémentaires 7 et 8 est décalée d'une distance x par rapport à un diamètre du moteur, cette ligne Q restant orthogonale à la ligne G des balais 1 et 2 de manière a toujours correspondre à une ligne équipotentielle. Ce décalage de la ligne Q entraîne une dissymétrie du couple fourni par le moteur M suivant son sens de rotation, ce couple etant plus élevé pour un sens de rotation que pour l'autre. Referring to Figure 3 we can see an alternative embodiment of a motor M according to the invention, according to which the line Q of the additional brushes 7 and 8 is offset by a distance x relative to a diameter of the motor , this line Q remaining orthogonal to the line G of the brushes 1 and 2 so as to always correspond to an equipotential line. This shift of the line Q causes an asymmetry of the torque supplied by the motor M according to its direction of rotation, this torque being higher for one direction of rotation than for the other.

Une telle dissymétrie peut présenter de l'intérêt dans le cas de l'application du moteur M à la commande d'un embrayage piloté de véhicule automobile où il peut être souhaitable de disposer d'efforts plus importants dans un sens de déplacement que dans l'autre, ou de favoriser la vitesse de réaction de la commande dans le sens du débrayage par exemple. Such an asymmetry can be of interest in the case of the application of the engine M to the control of a driven clutch of a motor vehicle where it may be desirable to have greater forces in a direction of movement than in the 'other, or to favor the reaction speed of the control in the direction of declutching for example.

Il est à noter qu'un moteur M conforme à l'invention, dans lequel la ligne des balais supplémentaires 7 et 8 correspond à un diamètre comme dans le cas de la figure 2, conserve tout son intérêt pour une telle commande d'un embrayage de vehicule automobile. It should be noted that an engine M according to the invention, in which the line of the additional brushes 7 and 8 corresponds to a diameter as in the case of FIG. 2, retains all its interest for such a control of a clutch. motor vehicle.

Les divers éléments de la figure 3 identiques ou semblables à des éléments déjà décrits à propos de la figure 2 sont désignes par les mêmes références. sans que leur description soit reprise. The various elements of Figure 3 identical or similar to elements already described in connection with Figure 2 are designated by the same references. without their description being repeated.

La figure 4 des dessins montre une variante de réalisation dans laquelle les balais supplémentaires 7. 8 sont reliés non pas à la borne + de la source de tension, mais a la masse, par exemple la masse d'un véhicule automobile, à laquelle est reliée la borne - de la source de tension. Figure 4 of the drawings shows an alternative embodiment in which the additional brushes 7. 8 are connected not to the + terminal of the voltage source, but to the ground, for example the ground of a motor vehicle, to which is connected the - terminal of the voltage source.

Les interrupteurs dl, d2 sont prévus, respectivement. entre les balais 1 et 2 et une ligne reliee à la borne + de la source de tension unique B représentée sur la figure 4. Un interrupteur principal de commande 12 est prévu sur la ligne de liaison à la borne +, cet interrupteur 12 étant fermé de manière classique lorsque le conducteur actionne la cle de contact et eventuellement dans d'autres situations. The switches dl, d2 are provided, respectively. between the brushes 1 and 2 and a line connected to the + terminal of the single voltage source B shown in FIG. 4. A main control switch 12 is provided on the line connecting to the + terminal, this switch 12 being closed conventionally when the driver actuates the ignition key and possibly in other situations.

Un montage conforme à celui de la figure 4 est plus simple au point de vue connexion puisqu'il permet, pratiquement, d'économiser une ligne électrique. Alors que sur la figure 2 et 3 il faut prévoir trois lignes électriques pour relier respectivement le balai 7 à la borne + et les balais 1 et 2 aux interrupteurs dl et d2, dans le cas de la figure 4 il suffit de deux lignes pour relier les balais 1 et 2 aux interrupteurs di et d2, alors que les balais 7 et 8 sont mis à la masse sans nécessiter une véritable ligne électrique de liaison. An assembly conforming to that of FIG. 4 is simpler from the connection point of view since it practically saves an electric line. While in Figure 2 and 3 it is necessary to provide three electrical lines to connect respectively the brush 7 to the terminal + and the brushes 1 and 2 to the switches dl and d2, in the case of Figure 4 it is enough two lines to connect the brushes 1 and 2 to the switches di and d2, while the brushes 7 and 8 are grounded without requiring a real electrical connection line.

De préférence, chaque moyen interrupteur de commande di, d2, dispose sur la ligne positive de commande du moteur selon le montage de la figure 4, est constitué, comme représenté sur la figure 5, par la combinaison d'un transistor PNP 13 suivi d'un transistor NPN 14 branché de manière à réduire les pertes en tension. Le transistor PNP 13 assure la commande du transistor de puissance 14. Preferably, each control switch means di, d2, placed on the positive motor control line according to the assembly of FIG. 4, is constituted, as shown in FIG. 5, by the combination of a PNP transistor 13 followed by 'an NPN transistor 14 connected so as to reduce the voltage losses. The PNP transistor 13 controls the power transistor 14.

L'émetteur du transistor 13 est relié à la ligne + de la batterie. La base de ce transistor est reliée à un point intermédiaire 15 situé entre deux résistances 16, 17 branchées en série entre la ligne + de la batterie et une commande 18 qui permet de rendre conducteurs le transistor 13 et le transistor 14 par mise du point 19 a un potentiel relativement bas. The emitter of transistor 13 is connected to the + line of the battery. The base of this transistor is connected to an intermediate point 15 located between two resistors 16, 17 connected in series between the + line of the battery and a control 18 which makes it possible to make the transistor 13 and the transistor 14 conductive by focusing 19 has relatively low potential.

Le collecteur du transistor 13 est relié à la base du transistor 14, cette base étant elle-même reliée par une résistance 2 à l'émetteur. Le collecteur du transistor 14 est relié à la ligne + de la batterie. Une diode 21 est branchée entre l'émetteur et le collecteur du transistor 14, l'anode de cette diode étant reliée à l'émetteur et la cathode au collecteur. Une ligne électrique 22 relie, enfin, l'émetteur du transistor de puissance 14 au balai correspondant 1 ou 2. The collector of transistor 13 is connected to the base of transistor 14, this base being itself connected by a resistor 2 to the emitter. The collector of transistor 14 is connected to the + line of the battery. A diode 21 is connected between the emitter and the collector of transistor 14, the anode of this diode being connected to the emitter and the cathode to the collector. Finally, an electrical line 22 connects the emitter of the power transistor 14 to the corresponding brush 1 or 2.

Ainsi, avec le montage de la figue 5, la chute de tension dans le circuit de puissance est réduite puisqu'elle n'est due qu'à l'espace col lecteur-émetteur du transistor 14. Pour obtenir la fermeture de dl ou d2, selon le sens de rotation souhaité, l'utilisateur agit sur la commande 18 correspondante permettant de relier le point 19 à un potentiel bas, par exemple à la masse. Le transistor 13 devient alors conducteur ainsi que le transistor 14. Thus, with the mounting of FIG. 5, the voltage drop in the power circuit is reduced since it is only due to the space between the reader and the transmitter of the transistor 14. To obtain the closure of dl or d2 , according to the desired direction of rotation, the user acts on the corresponding control 18 making it possible to connect the point 19 to a low potential, for example to ground. Transistor 13 then becomes conductive, as does transistor 14.

La figure 6 est un schéma fllustrant une variante du montage de la figure 5 destinée à constituer chaque moyen interrupteur de commande dl, d2 lorsqu'il est disposé sur la ligne négative de commande du moteur selon le branchement des figures 2 et 3. Les éléments de la figure 6 jouant des roules analogues à des élements déjà décrits à propos de la figure 5, sont désignés par les mêmes références, éventuellement suivies de la lettre a. Figure 6 is a diagram illustrating a variant of the assembly of Figure 5 intended to constitute each control switch means dl, d2 when it is arranged on the negative motor control line according to the connection of Figures 2 and 3. The elements of FIG. 6 playing rolls analogous to elements already described in connection with FIG. 5, are designated by the same references, possibly followed by the letter a.

On retrouve la combinaison de deux transistors. à savoir un transistor de commande NPN, 13a suivi d'un transistor de puissance PNP, 14a. We find the combination of two transistors. namely an NPN control transistor, 13a followed by a PNP power transistor, 14a.

L'emetteur du transistor 13a est relie à la ligne - de la batterie. La base de ce transistor est reliée à un point intermédiaire 15a situé entre deux résistances 16a, 17a branchées en série entre la ligne - de la batterie et une commande 18a qui permet de rendre conducteurs le transistor 13a et le transistor 14a par mise du point 19a à un potentiel relativement haut. The emitter of transistor 13a is connected to the line - of the battery. The base of this transistor is connected to an intermediate point 15a located between two resistors 16a, 17a connected in series between the line - of the battery and a control 18a which makes it possible to make the transistor 13a and the transistor 14a conductive by focusing 19a at a relatively high potential.

Le collecteur du transistor 13a est relie à la base du transistor 14a, cette base étant elle-méme reliée par une résistance 2a à l'émetteur. Le collecteur du transistor 14a est relié a la ligne - de la batterie. Une diode 21a est branchée entre l'émetteur et le collecteur du transistor 14a, l'anode de cette diode etant reliée à l'émetteur et la cathode au collecteur. Une ligne électrique 22a relie, enfin, l'émetteur du transistor de puissance 14a au balai correspondant 1 ou 2. The collector of transistor 13a is connected to the base of transistor 14a, this base being itself connected by a resistor 2a to the emitter. The collector of transistor 14a is connected to the line - of the battery. A diode 21a is connected between the emitter and the collector of transistor 14a, the anode of this diode being connected to the emitter and the cathode to the collector. Finally, an electrical line 22a connects the emitter of the power transistor 14a to the corresponding brush 1 or 2.

Comme pour le montage de la figure 5, dans le cas de la figure 6 la chute de tension dans le circuit de puissance est réduite puisqu'elle n'est due qu'à l'espace collecteur-émetteur du transistor 14a. As for the assembly of FIG. 5, in the case of FIG. 6 the voltage drop in the power circuit is reduced since it is only due to the collector-emitter space of the transistor 14a.

Quel que soit le mode de réalisation adopté, une machine électrique à courant continu, en particulier un moteur électrique, à deux sens de rotation conforme à l'invention permet d'obtenir un gain appréciable au niveau du court et de la fiabilité. Whatever the embodiment adopted, an electric direct current machine, in particular an electric motor, with two directions of rotation according to the invention makes it possible to obtain an appreciable gain in terms of shortness and reliability.

Claims

1. Direct current electric machine, intended to be associated with control means for reversing the direction of rotation, so as to be able to operate in one direction or the other from a single DC voltage source, comprising a rotor provided with a collector with which at least two brushes mounted in a stator cooperate, characterized in that it comprises at least one additional brush (7, 8) suitable for cooperating with the collector (4), intended to be connected to one of the blades of a continuous electrical power source, while at least one of the first brushes (l, 2) is intended to be connected to the other peel of the source, according to the direction of desired rotation, at least another of the first brushes (2, 1) remaining isolated from this other peel, so that a single switch means (dl, d2) is associated with each of the first two brushes (1, 2).

2. Electric machine according to claim 1, characterized in that it comprises two additional brushes (7,8) electrically connected to each other by a conductor (9).

3. Electric machine according to claim 2, characterized in that the second brushes (7, 8) are located on an isopotential line (Q)

4. Electric machine according to claim 2 or 3, characterized in that the first two brushes (1, 2) are diametrically opposed.

5. Electric machine according to claim 4, characterized in that the second brushes (7, 8) are diametralira opposite.

6. Electric machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the two additional brushes (7, 8) are connected to the positive terminal of the power source while the switch means (dl, d2) for the direction of rotation control are provided between the first two brushes (1, 2) and the negative terminal, or earth, of the power source.

7. Electric machine according to claim 6, characterized in that each switch means is constituted by the combination of an NPN transistor (13a) followed by a PNP transistor (14a) connected so as to reduce the voltage losses.

8. Electric machine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the two additional brushes (7, 8) are connected to earth, while the switch means (dl, d2) for controlling the direction of rotation are provided between the positive terminal of the power source and the first two brushes (1, 2).

9. Electric machine according to claim 8 characterized in that the switch means are constituted by the combination of a PNP transistor (13) followed by an NPN transistor (14), branches so as to reduce the voltage losses.

iB. Electric machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the additional brushes (7, 8) have a width (e), along the direction of the circumference of the collector, which is small to reduce short circuits between two blades (1) of collector, the brushes (7, 8) being high enough for the contact surface with the collector to be satisfactory.

11. DC electric motor according to any one of claims 1 to 111, characterized in that the line (Q) of the additional brushes (7. 8) is offset with respect to a diameter of the motor so as to render e dissymmetrical the torque supplied by the motor according to its Cens of rotation.

12. Application of an electric motor according to any one of the preceding claims to the control of a piloted clutch.

13. Assembly of an electric machine according to any one of the preceding claims and of two switch means (dl, d2) associated respectively with two first brushes (1, 2).