Moteur électrique. L'objet de l'invention est un moteur élec trique, tel par exemple qu'un moteur shunt, compound ou alternatif, avec dispositif de commande pour la marche du moteur, ce dis positif étant commandé à son tour par le magnétisme des masses polaires du moteur, de façon à être mis en jeu lors d'une exci tation déterminée de ces dernières.
Ce dispositif de commande pourrait com prendre, par exemple: un frein mécanique agissant sur l'arbre du moteur, un disjonc teur de circuit et un rhéostat de démarrage du moteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'ex emple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans la disposition de la fig. 1 qui mon tre un moteur en coupe horizontale longitu dinale, les deux masses polaires 1 symétri ques sont forées de façon à former les arma tures d'électro-aimants dont les fers doux 2 sont munis ou non de pistons amortisseurs et régulateurs 3 reliés chacun par leur tige, à l'un des leviers 4. Chaque levier 4 porte un sabot 5 que des ressorts jumelés 6, pla cés symétriquement de part et d'autre de l'arbre du moteur, tendent continuellement à faire appliquer sur le tambour 7 calé sur cet arbre.
Le disjoncteur automatique comporte, sur le moteur, des plots fixes et isolés 10, 11, 11a et 12 afin que les pièces conductrices 13 et 14, isolées et respectivement montées sur chacun des leviers 4 viennent, lorsque les fers doux 2 sont attirés, mettre en con nexion électrique, l'une 10 et 11, l'autre 12 et 11a, 11 et 11a étant interconnectés élec triquement, 10 recevant le courant principal et 12 étant relié à l'induit. Il en résulte que, si l'excitation du moteur ne se produit pas ou se produit mal, par suite d'une ava rie partielle de l'enroulement ou de baisse du voltage, le courant ne sera pas établi sur l'induit et le frein ne sera pas desserré.
Les deux leviers 4 pourraient être reliés l'un à l'autre par des biellettes conjuguant leur action ou, plus simplement (fig. 3 vue en élévation et fig. 1 et 2, vues en plan) peuvent être solidaires chacuu d'un bras 8 assemblé au bras de l'autre levier à l'aide d'un axe 9 passé loris de:: trous ovalisés et rendant leur action sinuiltanée sous l'action des ressorts. Dans ce cas (fig. 2 et 3), un seul contact 13, sur l'un des leviers 4, et deux plots isolés 10 et 11 suffisent à rem plir le même rôle.
Dans la plupart des cas, pour les petits moteurs notamment, il suffira d'employer un seul fer doux 2 et un seul levier 4 action nant un sabot unique 5 ou les deux sabots simultanément par une commande unique, comme dans le cas d'un frein mû par un seul électro, dans la construction usuelle. Les fig. 11 et 12 qui seront expliquées plus loin, représentent un de ces types de freins à commande unique.
Le démarreur automatique (fig. 4) est formé du levier 4, mû par le fer doux de la masse polaire, et actionnant le commutateur du rhéostat, soit par l'intermédiaire d'un res sort ou d'un contrepoids, soit directement. Le levier 4 porte lui-même un frotteur isolé 15 relié à l'arrivée de courant; 16, 17, 18, 19 sont les plots fixes du rhéostat. Lorsque le fer doux sera attiré par la masse polaire, le frotteur passant sur les plots 16, 17, 18, 19 mettra successivement hors-circuit les dif férentes portions de résistances reliées à ces plots, le dernier 19 étant relié à l'induit.
Le schéma montré à la fig. 5 s'applique au moteur en série; le plot mort du rhéos tat du précédent est supprimé.
Dans le cas où le moteur présenterait un flux magnétique extérieur (fig. 6), les fers doux pourraient être constitués par des blocs ou patins 2a placés extérieurement à la car casse du moteur.
Dans le cas de la disposition de la fig. 7, le fer doux 2" cylindrique étant dans la posi tion de blocage du frein, est décalé par rap port au noyau 1a de l'enroulement inducteur, et viendra, lorsque le moteur sera excité, se placer en face de ce noyau 1a, en faisant basculer de droite à gauche (fig. 7) le levier 4, et défreinera le moteur, c'est-à-dire déta chera le patin 5 du tambour 7.
La tige 20, guidée à une extrémité et reliée à l'autre au levier du frein 4 à sabot forme chape en la partie médiane de sa longueur pour contenir intérieurement le fer doux 2b et servir de support à l'axe 21 de celui-ci.
Dans les fig. 8 et 9, les fers doux mo biles 2c sont constitués chacun par une por tion de cylindre se mouvant parallèlement à l'axe du moteur dans un évidement appro prié ménagé dans la masse polaire fixe 1b. La tige 20a guidée convenablement et soli daire de 2c transmet son mouvement au levier 4 du sabot de frein 5. Le bras 8 du levier principal 4 permet de conjuguer le dispositif avec un dispositif symétrique par rapport à l'axe du moteur, comme dans la fig. 2.
Le même système de fer doux 2c, dans la fig. 10, est relié à un levier 4 articulé portant le sabot de frein 5.
Dans le dispositif des fig. 11, 12 et 13, la carcasse du moteur est partagée en deux parties, l'une fixe 22, l'autre mobile 23, arti culée en 24; la partie 23 est tenue écartée de 22 par l'action d'un ressort 25 ou d'un contrepoids 26. Le flux d'excitation du mo teur aura pour effet de rapprocher de l'induit les masses polaires mobiles placées dans la carcasse 23 et ce déplacement actionnera en tout ou partie le mécanisme du frein, le dis joncteur et le rhéostat. Cette commande est réalisée au moyen d'un secteur denté<B>27.</B> solidaire de la partie mobile 23; le centre de la circonférence formée par la denture du secteur se confond avec l'axe d'articula tion 24. Un pignon 28 engrène avec le sec teur 27; il est claveté sur un arbre 29 paral lèle à l'axe 24 de la charnière.
Cet arbre 29 maintenu, à l'une de ses extrémités, par un support 30 (fig. 11) porte une came 31 (fig. 11 et 13) venant écarter les mâchoires du frein 5a, articulées sur les axes 32 et soit- mises à l'action de ressorts 33 tendant cons tamment à les rapprocher.
L'une des extrémités de l'arbre \?9 petit être utilisée pour commander titi disjoncteur et un rhéostat air moyeu d'un bras de levier 34 (fig. 11), jouant le même rôle que les leviers 4 des figures précédentes.
Dans tous les dispositifs représentés aux fig. 14 à 25, la masse de l'induit ou dit rotor du moteur est substituée, pour être attirée par le flux magnétique de ce moteur, aux différents organes qui jouaient ce rôle dans les dispositifs précédents des fig. 1 à 13. L'induit ou le rotor agiront comme noyaux d'électros dont les enroulements inducteurs ou statoriques fourniront le magnétisme.
Un jeu axial est, à cet effet, ménagé à l'induit ou au rotor. Pour une grande course et un effort moyen, l'induit peut conserver sa forme cylindrique habituelle (fig. 14, 24 et 25). Pour une course réduite et un gros effort, la masse des tôles est tournée suivant une génératrice conique et les masses polai res ou les tôles du stator sont alésées sui vant la même génératrice (fig. 19 et 20).
Un troisième dispositif consiste en ce que l'induit ou le rotor présente un collet 35 (fig. 25) sur lequel vient agir le magnétisme des masses polaires ou des tôles annulaires du stator.
Le fonctionnement est alors le suivant. Au repos, l'action du ressort (fig. 14, 19 et 24) tient l'induit dans une position telle qu'il est décalé de sa position normale. Dès que le courant est lancé dans les inducteurs ou le stator, le flux magnétique engendré attire violemment l'induit ou le rotor en comprimant le ressort. Le mouvement latéral pourra être amorti ou régularisé par l'action d'un ressort antagoniste ou dash-pot comme dans la fig. 25 ou dans la fig. 20, où l'axe du dash-pot se confond avec celui du rotor. Enfin, le ressort 36 pourra être remplacé par un dispositif permettant de réduire de plus en plus la réaction du ressort au fur et à mesure que l'induit se rapproche de sa posi tion normale par rapport à la masse polaire du moteur (fig. 14).
Dans le dispositif de la fig. 14, dont les détails sont montrés aux fig. 15 à 18, deux ressorts 37 portés par des tiges à chape 38 dont les deux ailes s'articulent deux à deux sur les quatre oreilles 39 portées par une rondelle 40 folle sur l'arbre de l'induit et centrée sur une butée à billes 41 calée sur cet arbre. Les tiges des chapes 38 coulissent dans le trou central des pièces 42 portant chacune deux tourillons oscillant entre les oreilles de la pièce 43 fixée sur la carcasse du moteur. Les pièces à tourillons 42 servent d'arrêts aux ressorts 37.
Il est facile de se rendre compte que la composante des deux actions des deux res sorts 37 diminue au fur et à mesure que l'angle formé par les axes des ressorts tend vers 180 degrés.
Le déplacement latéral de l'induit pourra commander un ou plusieurs organes mécani ques ou électriques quelconques, tels que embrayages, débrayages, frein, contacts élec triques, rhéostats, etc.
Voici pour chacun des dispositifs des fig. 14 à 25, comment cette commande s'effec tuera.
Fig. 14 à 18. - Embrayage. - Le mo teur porte un galet conique 45 écarté, au repos, du plateau conique 46. Le flux induc teur, en attirant l'induit, appliquera 45 sur 46 et lui communiquera un mouvement de rotation.
Fig. 19. - Freinage. - Le mouvement latéral de l'induit pourra être employé pour commander un frein quelconque (voir fig. 1 à 13). La fig. 19 en montre une réalisation très simple: l'arbre du moteur porte un pla teau 47 que le ressort 36 applique énergi quement, au repos, sur un plateau annulaire fixe 48. Le courant inducteur comprimant le ressort 36 défreinera le plateau 47, l'ar rêt du courant produira l'effet contraire. Le mouvement latéral de l'induit pourra être amorti par des ressorts placés derrière le plateau 48.
Pour l'une quelconque des diffé rentes applications les plateaux de freinage 47 et 48 (fig. 19) pourront être placés à l'in térieur de la carcasse du moteur, dispositif employé fig. 25 où le plateau annulaire 48 est relié à la carcasse fixe et Oh le collet 35 de l'induit remplit le rôle de plateau de l'in duit 47 (fig. 19 précitée).
Commande des contacts. - Les contacts pourront être quelconques avec ou sans rup ture brusque. Ils pourront. en particulier, être branchés sur l'arrivée de courant à l'in duit ou sur les enroulements du rotor, de façon à protéger ces organes en ne permet tant leur mise en circuit que si l'excitation du moteur est établie et que si le moteur est défreiné. II ne sera indiqué ici qu'un dis positif applicable au rotor d'un moteur alter natif (fig. 20 à 23). L'arbre du moteur entraîne un manchon 50 coulissant et claveté sur lui. Ce manchon est creusé d'une gorge recevant une couronne 51 fixée à la carcasse du moteur.
Trois ailettes métalliques 52 iso lées électriquement sont fixées sur le man chon de façon que, dans le déplacement du rotor, elles viennent respectivement établir le contact entre deux des trois séries de plots 53-54, 55-56, 57-58 fixés sur le rotor, 53, 55 et 57 étant reliés respectivement à l'entrée de chacune des trois parties de l'en roulement du rotor, 54, 56 et 58 étant en court-circuit ou reliés à chacune des bagues, suivant que le moteur est en court-circuit ou à bagues.
Dans le cas du moteur à résistance tour nante, le dispositif ci-dessus avec dash-pot remplacera le coupleur du rotor (fig. 20) avec dash-pot convenablement placé.
L,_ dispositif de la fig. 25 représente fine commande par friction à couple résistant progressif, régularisée par dash-pot.
Fig. 24. - Rhéostat. - Ce dispositif comporte un levier coudé 60-61 articulé en 62 avec une troisième branche 63 portant un frotteur 64 relié à l'arrivée de courant et isolé sur 63; les plots fixes 65, 66, 67, 68 sont reliés à la résistance de démarrage. Au repos, le ressort 36 soulève le contrepoids placé sur 61; le frotteur repose sur le plot mort du rhéostat. Dès que l'induit est attiré, le levier 60 est libéré, le contrepoids entraîne le levier triple 60, 61, 63 dont le frotteur 64 parcourt progressivement les plots 65, 66, 67, 68 suivant une vitesse réglée par le dash-pot 69. Le flux inducteur supprimé, le ressort 36 ramène le levier 60, 61, 63 à sa position initiale.
Ce dispositif peut être également appli qué aux rhéostats pour courants alternatifs. Il est bien évident que les porte-balais ou les frotteurs des bagues, dans le cas d'un déplacement appréciable, dans le sens axial, de l'induit ou du rotor, devront subir un déplacement parallèle et égal.
Les fig. 26 et 27 montrent respective ment de face et de profil le montage d'un balai d'induit; le tracé ponctué de la fig. 26 étant relatif à la position de l'induit et du balai après déplacement. Le porte-balai 68 est guidé sur deux tiges 70 et 71 sur les quelles il peut coulisser; il est pourvu, sur un de ses côtés, d'un doigt ou index 72 qui est engagé dans une gorge annulaire d'un manchon 73 participant aux déplacements axiaux que peut subir le collecteur 74 de l'induit, de sorte qu'à tout déplacement axial de l'induit et de son collecteur 74, corres pond un déplacement parallèle et égal du porte-balai 68 sur les guides 70 et 71.
La fig. 28 montre longitudinalement la disposition des frotteurs d'un rotor et de ses bagues que la fig. 29 représente de face. Dans ces figures 75, 76 et 77 sont des bagues de diamètres différents du rotor; elles sont montées concentriquement l'une à l'autre sur un disque isolant 78 fixé sur la carcasse mé tallique du rotor 79. Le frotteur de chacune de ces bagues est constitué par un piston 80, 81 ou 82 pouvant coulisser dans une douille fixe 83, 84 ou 85 dans lesquelles il est soumis à l'action d'un ressort tel que 86 qui tend constamment à le tenir au contact de la bague correspondante.