Brevet FR2366736A1 — publié le 19780428

La prisent invention concerne tous les moteurs lectriques fonctionnant sur courant continu,ainsi que toutes leurs applications. Il s'agit d'uns simplification qui se fait en deux temps : -1/ Suppression du collecteur-inverseur de courant continu. -2/ Rexplacement de ce collecteur en substituant un stator bi-homo-polaire au stator bi-hétSro-polaire du moteur de Gramme. Pour faire comprendre ltessentiel de notre invention,il nous faut d'abord exposer le fonctionnement du moteur de Gramme sur continu. La figure 1,planche unique,reprdsente le schéma du moteur de Gramme.Sur toutes les figures,les gros traits fléchés représentent,vus de profil,les courants ilectriques circulaires,créateurs des champs magnetiques du stator et du rotor,ou capables de les créer.C'est le conflit-organisi- de ces champs magnétiques qui crée la rotation du rotor dans le champ du stator. Le rotor est une couronne de fer magnétique entours d'un courant électrique solXnotdal,et mobile circulairement autour d'un axe passant par le centre de symétrie O de cette couronne.Le tout,entre les deux piles fixes du stator. STATOR : Sur la figure s le rotor est situé entre un pille nord fixe du stator,à gauche,et un pole sud fixe dudit stator,à droite. Il en résulte que les courants électriques circulaires créateurs du champ du stator,courants AS pour le pôle nord N,et courants A'B' pour le p8le sud N' du stator,-vont dans le me'me sens,quand ils sont vus de profil,comme sur la figure 1 (Remarque : Vus de façe,et non plus de profil,le courant circulaire AS qui crée le pale nord N tourne autour de ce pôle dans le sens anti-horaire,vu de face.Donc vus de face successivement, ces deux courants circulaires AB et A'B' vont en sens contraire) ROTOR : Les deux aimants qui constituent le stator sont fixes .Tandis que le rotor est mobile (anneau circulaire vu de face sur la fig. 1),et peut tourner autour de son axe O La figure 1 montre,en (5) et en (4), que le courant circulaire du rotor est, vu de profil,centrifuge par rapport à l'axe O de rotation du rotor; ceci seulement dans la moitié gauche du rotor. Tandis que dans la moitié droite de l'anneau du rotor,le courant circulaire est centripète par rapport à l'axe O du rotor,(courants (3) et (6) ).Ce changement de sens du courant circulaire d'une moitié à l'autre du rotor est db au collecteur-inverseur de gramme R O T A T I O N DU ROTOR , ET SON S E N S : Considérons le courant (4) sur la moitié gauche du rotor(fig.1) Ce courant (4) est en conflit de sens avec le courant fixe AS du stator de gauche. Tout déséquilibre tend vers l'équilibre.Le courant (4) du rotor mobile tend vers le même sens que le courant fixe AB. Si ce courant (4) se déplace dans le sens (dc),(sens horaire pour le rotor),il augmente son désaccord de sens avec celui du courant fixe AD. Mais s'il tourne selon (cd) et selon (ef),il diminue l'intensité de son conflit de sens avec le courant fixe AD. C'est la rotation du rotor dans le sens anti-horaire(vérifié par l'expXrience). Ce qui est vrai pour le courant (4) est vrai aussi pour le cou- rant (5),(fig.1):le courant (4) de la fig.1 arrive donc dans la position inférieure (2),sur le plan médian du rotor,plan antéropostérieur passant par O (toujours fig.I).La rotation devrait alors entre arrêtée,car le courant (2) est en équilibre de sens avec le courant AB ,de mgme sens.Mais le collecteur-inverseur de Gramme inverse le sens du courant (2) en sens (6),inversa du précédent.Les courants mobiles (6) et (3) ,partie droite du rotor, sont donc en conflit de sens avec le courant fixe A'B' du stator de droite.Pour réduire ce déséquilibre les courants (6) et (3) (et le rotor solidaire),tournent autour de 0 dans le sens (gh) et (kl), (sens anti-horaire). La continuation de la rotation du rotor est ainsi assurée... Et ainsi de suite. C'est bien le collecteur-inverseur de Gramme qui permet et assure la rotation complète du rotor.Et ceci, en inversant les sens des courants (5),(4),et (2) en sens (6),(3),et (1) - DISPOSITIF DE L'INVENTION - Il est donné sur la figure 2 : 1 / - Le collecteur-inverseur de Gramme est supprimé. Les courants circulaires du rotor (1,2,3,4,)sont maintenus. Ils sont tous centrifuges par rapport à l'axe 0 de l'anneau (fig.2). 20i - Par- contre le courant A'Btde la figure 1 devient le courant AlBt de la figure 2.Et le sens de ce courant A'B' de la fig.2 est opposé au sens du courant AB de la même fig. 2 Le rotor de notre dispositif n'est pas situé entre un pôle sud et un ptle nord du s tator. Il est situé entre deux p8les nord du stator, N et N' (fig. 2 ). On voit tout de suite sur la figure 2-que le conflit des sens des courants électriques qui provoque la rotation(continue) du rotor dans un sens prévisible,sera la eme que dans le cas du collecteur-inverseur.Seulement,dans le cas du moteur de Gramme, c1 est le courant circulaire du rotor qui est continuellement inversé dans le plan médian du rotor.(Ceci gaspille inutilement de l'inergie,sous forme d'étincelles et de courants de Foucault) Tandis que ,dans notre dispositif,c'est le courant circulaire de l'un des piles fixes du stator qui est une fois pour toutes inversk,par rapport au courant circulaire de l'autre pale fixe du stator. C'est cette particularité qui permet la suppression du collecteur-inverseur de Gramme dans la moitié droite de l'anneau. REMARQUE IMPORTANTE : Revenons à la figure 2 qui représente notre dispositif Les courants (4) ( gaucka,et (3) (à droite) ,solidaires du rotor ne sont pas seuls;ils font partie d'un élément solénoïdal allant notamment du point (c) au point (f) à gauche.Et du point (g) au point (l),à droite. L'ensemble réagit sur la rotation de l'anneau du rotor,avec une force multipliée par le nombre des courants circulaires du rotor entre (c) et (f) et entre (g) et 1).Cette force entraine la rotation du rotor vers les zones de moindre conflits par éloi gnement du stator;c'est-à-direentre les points (c) et (1) ,en baut - Et (f) et (g), en bas. UNE A P P t I C A T I O N : On peut aussi obtenir une dynamo avec la suppression du collecteur-inverseur. -E S S A I D ' U N M O T E U R MAGNETO-MAGNETIQUE : La suppression du collecteur-inverseur permet de concevoir un moteur - et une dynamo - magnéto-magnetiques. Considérons la figure 3 elle reproduit la figure 2.Mais elle réduit-l'anneau du rotor à quatre bobines magnétiques disposées en croix. Les flèches indiquent le sens des courants circulaires des bobines du rotorLes lettres (s) et (n) montrent où sont les piles de ces petites bobines (sud et nord). Un tel rotor tourne comme le précédent ,les bobines horizontales, les plus efficaces,poussant les bobines verticales dans la traversée des zones de moindre efficacité (cl),en haflt,et (gf),en bas.Comme le précédent,ce rotor doit tourner ici dans le sens anti-horaire (cd) - (ef) Il a l'avantage d'utiliser l'action des piles nord et sud des petits aimants du rotor.Ceci,contre les pâles et champs magné- tiques,à gauche et à droite ,des deux électro-aimants fixes du stator. MOTEUR M A G N E T O ~ M A G N E T I Q U E : On remplace les quatre petits électro-aimants de la figure 3 par quatre aimants de mêmes dimensions,et de mêmes polarités. Il est possible que les champs polaires de ces quatre aimants en croix,en réagissant contre les deux champs magnétiques fixes; du stator,entraSnent la rotation du rotor...Et ceci,d'une façon continue.Acondition que ies cpurants circulaires AB et A'B' du stator soient de sens contraåres,vus de face (fig.2 et 3). Il peut se produire que ,entre deux bobines voisines du rotor les eux champs magnétiquel entre deux bobines se rejoignent entièrement dans l'espace libre.Et ce serait autant de perdu pour la force magnétique mettant le rotor en rotation.Dans ce cas,on peut n'utiliser que deux aimants tournants,situés aux deux extrémités d'un même diamètre du rotor. Les deux aimants diamétraux d'un premier moteur seraient perpendiculaires à ceux d'un second moteur.Tous les quatre petits aimants agiraient ainsi sur laxe O commun aux deux rotors du système. REMARQUE f : On peut se demander pourquoi tous les moteurs électriques ac tuels ont deux pôles statoriques différents,ce qui oblige à avoir recours au collecteur-inverseur.C'est que la première dynamo et le premier moteur avaient pour stator un aimant en fer à cheval,où ce sont deux piles différents,nord et sud,qui sont face à face.C'est ce qui a déterminé le choix définitif de deux piles différents -nord et sud- pour le stator. REMARQUE Il : L'opposition statique à grande distance -des deux pôles de même nom du stator,opposition que nous proposons ,absorbe moins d'énergie magnétique que l'opposition continuellement renouvelée des deus fois deux pôles de méme nom des champs magnétiques de 1' anneau du rotor de Gramme,ltun des champs dans la moitié gauche de l'anneau,l'autre dans la moitié droite de l'anneau. REMARQUE III Notre dispositif ne supprime pas les deux balais,l1un à l'arri vée,lZautre au départ du courant solénoïdal du rotor. On peut toutefois supprimer ces deux balais en faisant tourner les deux électro-aimants du stetor-devenu ainsi rotor-autour de la couronne immobile du rotor,ainsi devenue stator. REMARQUE IV La puissance du courant électrique soldnoldal inducteur,dans le cas de la figure 1 ,s'exerçant sur les deux moitiés du rotor, est la moitié de la puissance totale devant chaque pEle du stator,avec le système de Gramme. Avec notre dispositit,ctest la totalité de cette puissance du courant ånducteur,qui s'exerce sur chaque moitié du rotor(fig.2) et sur chaque pale du stator. N- REVENDICATION PREAklBULE : Dispositif permettant une simplification importante des moteurs électriques fonctionnant sur courant continu . CARACTERISTIQUES TECHNIQUES : Ce dispositif est caractérisé par la suppression du collecteur-inverseur de Gramme accompagné d'une nouvelle composition du Stator.Celui-ci se compose,dans notre modèle,de deux pôles magnétiques de mêmes nomd,au lieu de deux piles magnétigues de sens contraire