BE1026793A1 - Device for controlling electrical devices - Google Patents
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Abstract
Dispositif permettant d’allonger la durée de vie des systèmes électriques travaillant de manière pulsée et cyclique.Device for extending the service life of electrical systems working in a pulsed and cyclic manner.
Description
DISPOSITIF DE PILOTAGE D’APPAREILS ELECTRIQUESDEVICE FOR DRIVING ELECTRICAL APPLIANCES
Objet de l’inventionObject of the invention
La présente invention se rapporte à un dispositif permettant de faire varier cycliquement l’intensité de lampes à filament ou à plasma ainsi que des moteurs électriques tout en préservant leur durée de vie.The present invention relates to a device making it possible to vary the intensity of filament or plasma lamps cyclically as well as electric motors while preserving their lifespan.
Arrière-plan technologique concernant les lampesTechnological background regarding lamps
La lampe à incandescence.The incandescent lamp.
En 1841, James Prescott Joule fut le premier à comprendre que dans tout matériau électrique il y a dégagement de chaleur, c'est l'effet Joule. On utilise cette loi pour les lampes.In 1841, James Prescott Joule was the first to understand that in all electrical material there is heat release, it is the Joule effect. We use this law for lamps.
Dans la lampe, il n'y a que deux composants essentiels :In the lamp, there are only two essential components:
- Un filament métallique formant une résistance électrique et parcouru par un courant électrique. Ce courant électrique est transformé en énergie calorifique. Du fait de sa haute température, il se produit une énergie lumineuse. Et pour éviter qu'il ne se détériore au contact de l'oxygène on le place dans un gaz inerte (argon). Le filament était à l’origine en carbone porté à 1800°C, puis il fut en tantale (2000°C). Maintenant il est en tungstène : 2600°C. Malgré la différence de matériaux, ils ont tous la même durée de vie de 1000 heures.- A metallic filament forming an electrical resistance and traversed by an electric current. This electric current is transformed into heat energy. Due to its high temperature, light energy is produced. And to prevent it from deteriorating on contact with oxygen, it is placed in an inert gas (argon). The filament was originally made of carbon heated to 1800 ° C, then it was tantalum (2000 ° C). Now it is made of tungsten: 2600 ° C. Despite the difference in materials, they all have the same lifespan of 1000 hours.
Il existe aussi des lampes à double filament : cela augmente l'efficacité lumineuse de plus de 10% et diminue les pertes de chaleur par convection ou conduction.There are also double filament lamps: this increases light efficiency by more than 10% and reduces heat loss by convection or conduction.
- Un gaz qui est un mélange de 2/3 d'argon et de 1/3 d'azote. En remplaçant l'argon par du Krypton on obtient une plus grande température donc une lumière plus blanche. On peut ne pas mettre de gaz pour les lampes ayant une puissance maximale de 25 W.- A gas which is a mixture of 2/3 of argon and 1/3 of nitrogen. By replacing argon with Krypton, we get a higher temperature and therefore a whiter light. Gas may not be used for lamps with a maximum power of 25 W.
Actuellement, le filament approche des 2727°C (3000°K). L'idéal serait en changeant la matière du filament et le gaz, d'arriver à une température de 5727°C (6000°K) pour atteindre une longueur d'onde qui corresponde à la meilleure sensibilité de l'œil, et donc à une lumière plus blanche.Currently, the filament is approaching 2727 ° C (3000 ° K). The ideal would be by changing the material of the filament and the gas, to reach a temperature of 5727 ° C (6000 ° K) to reach a wavelength which corresponds to the best sensitivity of the eye, and therefore to a whiter light.
La lampe à incandescence est disponible sous une puissance de 25W, 40W, 60W, 75W, 100W ou 1000W et sous une tension de 2,2V à 250V.The incandescent lamp is available in a power of 25W, 40W, 60W, 75W, 100W or 1000W and in a voltage of 2.2V to 250V.
Les lampes halogènesHalogen lamps
Les lampes halogènes peuvent être utilisées directement sur une tension secteur et procurent une lumière vive et blanche évitant les ombres portées dans le champ lumineux. Elles peuvent donc remplacer les lampes à incandescence.Halogen lamps can be used directly on a mains voltage and provide a bright white light avoiding the shadows cast in the light field. They can therefore replace incandescent lamps.
Les lampes halogènes peuvent fournir plus de 35 % de lumière en plus lorsque l'on fait coïncider l'axe du filament avec celui du réflecteur. Elles ont un flux lumineux de 24001m (pour 100W).Halogen lamps can provide more than 35% more light when the axis of the filament is made to coincide with that of the reflector. They have a luminous flux of 24001m (for 100W).
BE2018/0105BE2018 / 0105
Avantage :Advantage:
* L'amélioration des performances porte sur plusieurs critères.* The improvement in performance relates to several criteria.
* Efficacité lumineuse : A puissance égale on obtient plus de lumière.* Luminous efficacy: At equal power, more light is obtained.
* Qualité de la lumière : Une lumière plus blanche, plus éclatante et plus intense assurant un meilleur rendu des couleurs. I.R.C.(Ra) = 100.* Light quality: A whiter, brighter and more intense light ensuring better color rendering. I.R.C. (Ra) = 100.
* Constance lumineuse : La qualité et quantité de lumière resteront pratiquement identique toute la durée de vie de la lampe.* Light constancy: The quality and quantity of light will remain practically identical throughout the life of the lamp.
* Durée de vie double : Les lampes halogènes durent (en moyenne) au moins deux fois plus longtemps que les lampes à incandescence.* Double lifespan: Halogen lamps last (on average) at least twice as long as incandescent lamps.
Une lampe à incandescence n'a pas une durée de vie illimitée, elle peut varier entre 1000 et 2000 heures d'utilisation pour des modèles courants. Certaines lampes destinées à des usages bien précis ne durent que quelques dizaines d'heures (lampes pour projecteur de cinéma) ou au contraire près d'un millier d'heures (lampes pour signalisation routière). Une lampe finit sa vie par un claquage à l'occasion duquel le filament se rompt.An incandescent lamp does not have an unlimited lifespan, it can vary between 1000 and 2000 hours of use for current models. Certain lamps intended for very specific uses last only a few tens of hours (lamps for cinema projector) or on the contrary nearly a thousand hours (lamps for road signaling). A lamp ends its life by a breakdown during which the filament breaks.
Mécanisme du claquageBreakdown mechanism
Lors de son utilisation, le tungstène du filament se sublime, ce qui signifie que porté à haute température (2800 °C) il perd des atomes qui se retrouvent sous forme gazeuse dans le volume de l'ampoule. Son diamètre diminue donc progressivement. Il apparaît des zones fragilisées plus minces que le reste du filament.During its use, the tungsten of the filament sublimates, which means that brought to high temperature (2800 ° C) it loses atoms which are found in gaseous form in the volume of the bulb. Its diameter therefore gradually decreases. Thinner embrittled areas appear than the rest of the filament.
Or, ces zones présentent une résistance électrique plus importante (la résistance augmente quand le diamètre du fil conducteur diminue) et s'échauffent donc davantage. Comme leur température s'accroît, le phénomène de sublimation s'amplifie, elles s’amincissent de plus en plus jusqu'à la rupture. La rupture du filament a souvent lieu lors de l'allumage de la lampe à cause du choc thermique.However, these zones have a higher electrical resistance (the resistance increases when the diameter of the conductive wire decreases) and therefore heat up more. As their temperature increases, the sublimation phenomenon increases, they become thinner more and more until rupture. Filament breakage often occurs when the lamp is turned on due to thermal shock.
Concernant l'évaporation du tungstène du filament, il est à noter que le principe de fonctionnement des lampes halogènes est que le gaz récupère les atomes de tungstène évaporé, et le redépose sur le filament (sous forme cristalline). Evidemment, le dépôt se fait à un endroit aléatoire, ce qui implique que des trous finissent toujours par se former dans le filament. Il y a aussi un phénomène de transport du tungstène dans l'axe du filament et on observe une recristallisation du filament. On peut même voir sur les vieilles lampes que le filament présente comme des facettes, ce sont des plans cristallins.Regarding the evaporation of tungsten from the filament, it should be noted that the operating principle of halogen lamps is that the gas collects the evaporated tungsten atoms, and redeposits it on the filament (in crystalline form). Obviously, the deposit is made at a random location, which implies that holes always end up forming in the filament. There is also a phenomenon of transport of the tungsten in the axis of the filament and we observe a recrystallization of the filament. We can even see on the old lamps that the filament presents as facets, these are crystalline planes.
Le tungstène, comme tous les métaux à une résistance plus faible à froid qu'à chaud (5 à 8 fois plus faible). Cet état de fait se traduit par une surintensité lors de l'allumage de l'ampoule. L'intensité du courant peut alors atteindre 10 fois sa valeur normale pendant une durée très brève (couramment 1/6 de seconde). Il se produit donc un courant de pic à l'allumage, qui va rapidement se résorber, dès l'incandescenceTungsten, like all metals, has a lower resistance to cold than to hot (5 to 8 times lower). This state of affairs results in an overcurrent when the bulb is lit. The intensity of the current can then reach 10 times its normal value for a very short time (usually 1/6 of a second). There is therefore a peak current on ignition, which will quickly dissipate, upon incandescence
Pendant cet intervalle, alors que la plus grande partie du filament s'échauffe progressivement, les zones les plus minces sont portées à des températures plus élevées. Les zones fragilisées du filament peuvent alors se rompre par la dilatation mécanique due à la montée en température rapide, c'est le claquage. Ceci explique pourquoi les lampes claquent de préférence lors de l'allumage.During this interval, while most of the filament gradually heats up, the thinner areas are brought to higher temperatures. The weakened areas of the filament can then rupture by mechanical expansion due to the rapid rise in temperature, this is breakdown. This explains why the lamps preferably flicker during ignition.
Une fois qu'une région a commencé à s'évaporer plus que les autres, elle va s'évaporer encore plus vite car sa résistance augmentant, sa température s'accroîtra d'autant plus.Once a region has started to evaporate more than the others, it will evaporate even faster because its resistance increases, its temperature will increase all the more.
Il arrivera donc un point ou une zone fine du filament sera mécaniquement plus fragile, ou BE2018/0105 alors atteindra la température de fusion.There will therefore come a point where a fine area of the filament will be mechanically more fragile, or BE2018 / 0105 then reach the melting temperature.
L'allumage progressif d'une lampe, en utilisant un variateur par exemple, permet de limiter les conséquences de cette phase critique en réduisant l'intensité du courant circulant dans le filament. Une lampe équipée d'un variateur a donc une espérance de vie plus longue qu'une autre alimentée directement par le secteur.The progressive lighting of a lamp, using a dimmer for example, makes it possible to limit the consequences of this critical phase by reducing the intensity of the current flowing in the filament. A lamp fitted with a dimmer therefore has a longer life expectancy than another supplied directly from the mains.
La lampe à déchargeThe discharge lamp
La lampe à décharge contient deux électrodes noyées dans un gaz qui lors de sa mise sous tension va être ionisé et former un plasma.The discharge lamp contains two electrodes embedded in a gas which when energized will be ionized and form a plasma.
Lors de la mise sous tension, celle-ci doit être importante pour amorcer l’arc électrique qui va échauffer le gaz et former le plasma. Dès que le gaz se refroidit, l’arc va disparaître. Il sera dès lors très difficile de faire fonctionner cette lampe en mode pulsé cyclique sans maintenir à chaud ce gaz.When energized, this must be important to ignite the electric arc which will heat the gas and form the plasma. As soon as the gas cools, the arc will disappear. It will therefore be very difficult to operate this lamp in cyclic pulsed mode without keeping this gas hot.
PROCEDE concernant les lampesPROCESS for lamps
Suivant l’explication ci-avant, si nous voulons faire clignoter une lampe en l’allumant puis en l’éteignant rapidement, nous allons provoquer son usure prématurée.According to the explanation above, if we want to flash a lamp by turning it on and then turning it off quickly, we will cause its premature wear.
Cependant si, grâce à notre procédé, nous l’empêchons de s’éteindre complètement en gardant le filament chaud ou par l’application d’une tension minimum ; cette dernière ne refroidira que fort peut et ne va pas subir les chocs thermiques de son ré allumage et durera beaucoup plus longtemps.However if, thanks to our process, we prevent it from going out completely by keeping the filament warm or by applying a minimum tension; the latter will only cool as much as possible and will not undergo the thermal shocks of its re-ignition and will last much longer.
Si, de plus, on lui applique des variations graduelles de tension et non des pics brutaux, elle durera encore plus longtemps.If, moreover, it is applied to gradual variations in voltage and not abrupt peaks, it will last even longer.
FORME DE REALISATION concernant les lampesEMBODIMENT regarding lamps
La figure 1 reprend les variations de tensions appliquées à la lampe suivant le procédé.Figure 1 shows the voltage variations applied to the lamp according to the process.
La rampe de tension (numérotée 0) représente l’allumage graduel de cette lampe ; elle est suivie de cycles répétitifs comprenant trois phases :The voltage ramp (numbered 0) represents the gradual lighting of this lamp; it is followed by repetitive cycles comprising three phases:
- La première (phase 0-1 ) durant laquelle la lampe est soumise à la pleine tension (Vn)- The first (phase 0-1) during which the lamp is subjected to full voltage (Vn)
- La seconde (phase 2-3) durant laquelle la lampe redescend de la pleine tension à une tension (Vm) permettant de garder le filament chaud- The second (phase 2-3) during which the lamp goes down from full voltage to a voltage (Vm) to keep the filament warm
- La troisième (phase 4) durant laquelle la tension remonte à nouveau de manière graduelle vers la pleine tension (Vm)- The third (phase 4) during which the voltage gradually rises again to full voltage (Vm)
Ensuite le cycle se répète.Then the cycle repeats.
La figure 2 expose un mode de réalisation, Un variateur de tension est connecté et piloté par un générateur de signaux, signaux semblables à ceux de la figure 1. Ce variateur est connecté à une source de tension Vn. Le niveau de la tension de sortie qui alimente le moteur ou la BE2018/0105 lampe suit les signaux alternatifs générés et sont donc semblables à ceux de la figure 1.FIG. 2 shows an embodiment, a voltage variator is connected and controlled by a signal generator, signals similar to those of FIG. 1. This variator is connected to a voltage source Vn. The level of the output voltage which powers the motor or the BE2018 / 0105 lamp follows the alternating signals generated and are therefore similar to those in Figure 1.
Suivant le type de lampes et leur puissance les niveaux des deux tensions Vn et Vm seront differentes ; il en sera de même pour les pentes (vitesse de variation) des tensions 2 et 4.According to the type of lamps and their power the levels of the two voltages Vn and Vm will be different; the same will apply to the slopes (speed of variation) of voltages 2 and 4.
En ce qui concerne les lampes à décharge fonctionnant en mode pulsé cyclique, pour éviter de devoir réamorcer l’arc à chaque cycle, il suffît de le maintenir en n’abaissant pas la tension sous le seuil de désamorçage ou de maintenir le gaz de la lampe à température.With regard to discharge lamps operating in cyclic pulsed mode, to avoid having to re-strike the arc at each cycle, it suffices to maintain it by not lowering the voltage below the defusing threshold or to maintain the gas of the temperature lamp.
Cette forme de réalisation n’a jamais fait l’objet d’une publication mais a été testée et sera implémentée dès le dépôt de la présente demande de brevet sur nos appareils Thermo+ Debussy et DiasculptThis embodiment has never been published but has been tested and will be implemented as soon as this patent application is filed on our Thermo + Debussy and Diasculpt devices
Arrière-plan technologique concernant les moteurs électriquesTechnological background regarding electric motors
Pour les applications de faible et moyenne puissance (jusqu'à quelques kilowatts), le réseau monophasé standard suffit. Pour des applications de forte puissance, les moteurs alternatifs sont généralement alimentés par une source de courants polyphasés. Le Dispositif le plus fréquemment utilisé est alors le triphasé (phases décalées de 120°) utilisé par les distributeurs d'électricité.For low and medium power applications (up to a few kilowatts), the standard single-phase network is sufficient. For high power applications, the AC motors are generally powered by a source of polyphase currents. The most frequently used device is then the three-phase (phases offset by 120 °) used by electricity distributors.
Ces moteurs alternatifs se déclinent en trois types :These reciprocating engines are available in three types:
• Les moteurs universels ;• Universal motors;
• Les moteurs asynchrones ;• Asynchronous motors;
• Les moteurs synchrones.• Synchronous motors.
Ces deux dernières machines ne different que par leur rotor.These last two machines differ only by their rotor.
Les moteurs universelsUniversal motors
Un moteur universel est une machine à courant continu à excitation série : le rotor est connecté en série avec l'enroulement inducteur. Le couple de la machine est indépendant du sens de circulation du courant (couple proportionnel au carré du courant) et peut donc être alimenté en courant alternatif. Pour limiter les Courants de Foucault qui apparaissent systématiquement dans toutes les zones métalliques massives soumises à des champs magnétiques alternatifs, son stator est feuilleté.A universal motor is a DC machine with series excitation: the rotor is connected in series with the inductor winding. The machine torque is independent of the direction of current flow (torque proportional to the square of the current) and can therefore be supplied with alternating current. To limit the Eddy Currents which appear systematically in all massive metal areas subjected to alternating magnetic fields, its stator is laminated.
Les moteurs universels sont utilisés dans des dispositifs exigeant un couple assez fort, tel qu'un robot de cuisine, l'outillage électroportatif de faible puissance (jusqu'à 1200 W) ou encore les aspirateurs. La vitesse de rotation de ces moteurs peut être facilement réglée par un dispositif peu coûteux tel qu'un gradateur (variateur servant à régler l'intensité lumineuse des luminaires).Universal motors are used in devices requiring a fairly high torque, such as a food processor, low-power power tools (up to 1200 W) or vacuum cleaners. The speed of rotation of these motors can be easily adjusted by an inexpensive device such as a dimmer (dimmer used to adjust the light intensity of the luminaires).
Les machines synchronesSynchronous machines
La machine synchrone est généralement triphasée. Comme le nom l'indique, la vitesse de rotation de ces machines est toujours proportionnelle à la fréquence des courants qui les traversent.The synchronous machine is generally three-phase. As the name suggests, the speed of rotation of these machines is always proportional to the frequency of the currents which cross them.
t 1 · 1 , , .... ... . j ...il „.„,.J3E2018/0105t 1 · 1,, .... .... j ... il „.„ ,. J3E2018 / 0105
Les machines synchrones sont egalement utilisées dans les systèmes de traction (tel le TGV).Synchronous machines are also used in traction systems (such as the TGV).
Ces machines sont associées à des onduleurs de courants, ce qui permet de fixer le couple moteur moyen constant avec un minimum de courant. On parle d'autopilotage (asservissement des courants statoriques par rapport à la position du rotor).These machines are associated with current inverters, which makes it possible to fix the constant average motor torque with a minimum of current. We speak of autopilot (enslavement of stator currents relative to the position of the rotor).
Les moteurs sans balaisBrushless motors
Un moteur sans balais, ou « moteur brushless », est un moteur synchrone, dont le rotor est constitué d'un ou de plusieurs aimants permanents et auquel est adjoint un capteur de position rotorique (capteur à effet Hall, synchro-résolver, codeur incrémental par exemple). Vu de l'extérieur, il fonctionne en courant continu. Son appellation Brushless vient du fait que ce type de moteur ne contient aucun balai. Cependant un système électronique de commande doit assurer la commutation du courant dans les enroulements statoriques. Ce dispositif peut être soit intégré au moteur, pour les petites puissances, soit extérieur. Le rôle de l'ensemble capteur-électronique de commande est d'assurer l'auto-pilotage du moteur c'est-à-dire le maintien d'un angle fixe entre le flux rotorique et le flux statorique, rôle autrefois dévolu à l'ensemble balais-collecteur sur une machine à courant continu.A brushless motor, or "brushless motor", is a synchronous motor, the rotor of which consists of one or more permanent magnets and to which is added a rotor position sensor (Hall effect sensor, synchro-resolver, incremental encoder for example). Seen from the outside, it operates on direct current. Its Brushless designation comes from the fact that this type of motor contains no brushes. However, an electronic control system must ensure the switching of the current in the stator windings. This device can be either integrated into the engine, for small powers, or external. The role of the sensor-electronic control assembly is to ensure self-piloting of the motor, that is to say the maintenance of a fixed angle between the rotor flow and the stator flow, role formerly v brush-collector assembly on a DC machine.
Les moteurs brushless équipent en particulier les disques durs et les graveurs de DVD de nos ordinateurs. Ils sont également très utilisés en modélisme pour faire se mouvoir des modèles réduits d'avions, d'hélicoptères et de voitures ainsi que dans l'industrie, en particulier dans les servo-mécanismes des machines-outils et en robotique.Brushless motors are used in particular in hard drives and DVD burners in our computers. They are also widely used in model making to move models of planes, helicopters and cars as well as in industry, in particular in the servo-mechanisms of machine tools and in robotics.
Les machines asynchronesAsynchronous machines
La machine asynchrone, connue également sous le terme « anglo-saxon » de machine à induction, est une machine à courant alternatif sans connexion entre le stator et le rotor. Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de ces machines n'est pas forcément proportionnelle à la fréquence des courants qui les traversent.The asynchronous machine, also known by the term "Anglo-Saxon" induction machine, is an AC machine without connection between the stator and the rotor. The term asynchronous comes from the fact that the speed of these machines is not necessarily proportional to the frequency of the currents which cross them.
La machine asynchrone a longtemps été fortement concurrencée par la machine synchrone dans les domaines de forte puissance, jusqu'à l'avènement de l'électronique de puissance. On la retrouve aujourd'hui dans de nombreuses applications, notamment dans le transport (métro, trains, propulsion des navires), de l'industrie (machines-outils), dans l'électroménager. Elles étaient à l'origine uniquement utilisées en moteur mais, toujours grâce à l'électronique de puissance, elles sont de plus en plus souvent utilisées en génératrice. C'est par exemple le cas dans les éoliennes.The asynchronous machine has long been strongly challenged by the synchronous machine in high power areas, until the advent of power electronics. It is found today in many applications, especially in transport (metro, trains, ship propulsion), industry (machine tools), in household appliances. They were originally only used in engine but, still thanks to power electronics, they are more and more often used in generator. This is for example the case in wind turbines.
Pour fonctionner en courant monophasé, ces machines nécessitent un système de démarrage. Pour les applications de puissance, au-delà de quelques kilowatts, les moteurs asynchrones sont uniquement alimentés par des systèmes de courants triphasés.To operate in single-phase current, these machines require a starting system. For power applications, beyond a few kilowatts, the asynchronous motors are only powered by three-phase current systems.
Les machines autosynchronesAutosynchronous machines
Ce sont des machines synchrones dont le démarrage se fait en asynchrone et lorsque la fréquence de rotation est proche du synchronisme, le rotor s'accroche au champ statorique en se synchronisant sur la vitesse du champ magnétique. L'autopilotage (contrôle de la fréquence statorique en fonction de la vitesse rotorique) tend à faire disparaître cette technologie.These are synchronous machines whose starting is done asynchronously and when the rotation frequency is close to synchronism, the rotor clings to the stator field by synchronizing with the speed of the magnetic field. Autopiloting (control of the stator frequency as a function of rotor speed) tends to make this technology disappear.
Caractéristiques communes des machines à courant alternatifCommon characteristics of AC machines
BE2018/0105BE2018 / 0105
Excepté pour le moteur universel, la vitesse des machines à courant alternatif est généralement liée à la fréquence des courants qui traversent ces machines.With the exception of the universal motor, the speed of AC machines is generally related to the frequency of the currents flowing through them.
Il existe une grande variété de moteurs hybrides (par exemple « asynchrone synchronisé » dans les pompes de lave-vaisselle).There are a wide variety of hybrid motors (eg "synchronous asynchronous" in dishwasher pumps).
Moteur asynchroneAsynchronous motor
Le moteur mis sous tension nominale démarre sur ses caractéristiques naturelles. Au démarrage, le moteur se compose comme un transformateur dont le secondaire (rotor) est presque en court-circuit, d'où la pointe de courant au démarrage.The motor at nominal voltage starts on its natural characteristics. At start-up, the motor is made up like a transformer whose secondary (rotor) is almost in short-circuit, from where the current peak at start-up.
Ce type de démarrage est réservé aux moteurs de faible puissance devant celle du réseau, ne nécessitant pas une mise en vitesse progressive. Le couple est énergique, l’appel de courant est important (5 à 8 fois le courant nominal).This type of starting is reserved for low power motors in front of that of the network, not requiring a progressive setting in speed. The torque is energetic, the current draw is important (5 to 8 times the nominal current).
Ce démarrage ne convient pas si • Le réseau ne peut accepter de chute de tension • La machine entraînée ne peut accepter les à-coups mécaniques brutaux • Le confort et la sécurité des usagers sont mis en cause (escalier mécanique)This start-up is not suitable if • The network cannot accept a voltage drop • The driven machine cannot accept brutal mechanical jolts • The comfort and safety of users are in question (escalator)
Moteur universelUniversal motor
Les moteurs DC (à excitation dépendante) peut être moteur est alimenté en alternatif. On appelle ce moteur universel (alternatif ou continu). Ce type de moteur est aussi utilisé pour des aspirateurs, perceuses à main, rasoir, moulins à café, etc., mais aussi dans les moteurs de traction (bien que la tendance dans ce domaine soit d'utiliser des moteurs asynchrones triphasé avec un asservissement).DC motors (dependent excitation) can be motor powered by alternating current. This universal motor is called (alternating or continuous). This type of motor is also used for vacuum cleaners, hand drills, razors, coffee grinders, etc., but also in traction motors (although the trend in this area is to use three-phase asynchronous motors with servo ).
Dans ce moteur les inducteurs sont aussi alimentés par le réseau. Si la polarité de la source électrique change, les pôles magnétiques des inducteurs changent ainsi que le sens du courant dans l'induit. La force résultante ne change pas de sens, donc le sens de rotation non plus.In this motor, the inductors are also supplied by the network. If the polarity of the electric source changes, the magnetic poles of the inductors change as well as the direction of the current in the armature. The resulting force does not change direction, so neither does the direction of rotation.
Toutefois lorsqu’on branche un moteur DC sur un réseau de même tension U, on constate que le courant absorbé, le couple du moteur et son rendement sont bien plus faible qu'en continu. Il faut également faire attention aux étincelles sur le collecteur qui produit un échauffement.However, when a DC motor is connected to a network of the same voltage U, we see that the current absorbed, the torque of the motor and its efficiency are much lower than continuously. It is also necessary to pay attention to the sparks on the collector which produces a heating.
Pour améliorer le fonctionnement du ce type de moteur avec une alimentation alternative, il faut :To improve the functioning of this type of motor with an alternative supply, you must:
• Feuilleter le stator (diminue les pertes par hystérésis et courant de Foucault), • Il faut diminuer le nombre de spire au stator (diminue son inductance car celle-ci est plus grande en alternatif) et augmenter celui du rotor pour compenser la perte du couple (dû à la diminution du flux de l'inducteur).• Leaf through the stator (reduces losses by hysteresis and eddy current), • It is necessary to decrease the number of turns on the stator (decreases its inductance because it is greater in alternation) and increase that of the rotor to compensate for the loss of torque (due to the decrease in inductor flow).
• Ne pas l'utiliser pour des puissances supérieures à 1 kW (mauvaise qualité de moteur à cause de sa mauvaise commutation).• Do not use it for powers greater than 1 kW (poor motor quality due to poor switching).
La caractéristique de ce moteur est que si la charge utile (puissance demandée) augmente, la vitesse de rotation diminue, ce qui entraîne une diminution de la force contre-électromotriceThe characteristic of this motor is that if the payload (power demand) increases, the speed of rotation decreases, which leads to a decrease in the counterelectromotive force
E' et une augmentation du courant induit et inducteur et donc en finalité une augmentation duE2018/0105 flux magnétique inducteur (donc du couple - on 'remplace' de la vitesse par de la puissance).E 'and an increase in the induced and inductive current and therefore ultimately an increase in the inductive magnetic flux E2018 / 0105 (therefore in the torque - we' replace 'speed with power).
Caractéristiques :Characteristics :
• Si n diminue, Induit augmente • Si I augmente, le couple augmente (beaucoup) • La vitesse maximale peut atteindre 30 000 min*1 (tr/min) • Grand couple au démarrage• If n decreases, Armature increases • If I increases, the torque increases (a lot) • The maximum speed can reach 30,000 min * 1 (rpm) • Large torque at start-up
Pour changer le sens de rotation de ce moteur, il faut changer le sens du courant soit l'induit soit l'inducteur.To change the direction of rotation of this motor, you must change the direction of the current either the armature or the inductor.
Si l'induit ne tourne pas, il se comporte comme une résistance pure (pas de E') les valeurs de courant de démarrage sont environ 12 fois la valeur nominale. Pour limiter ce courant à une valeur acceptable, on place généralement un rhéostat (Radd) en série avec l'induit.If the armature does not rotate, it behaves like a pure resistance (no E '). The starting current values are approximately 12 times the nominal value. To limit this current to an acceptable value, a rheostat (Radd) is generally placed in series with the armature.
PROCEDE concernant les moteurs électriquesPROCESS relating to electric motors
Suivant l’analyse faite ci avant il ressort clairement que lors de la phase de démarrage de tout type de moteur électrique une surintensité importante se produit provoquant un échauffement au sein de celui-ci. Si nous voulons faire fonctionner un moteur en régime pulsé, il faudra donc l’éloigner de ses caractéristiques de démarrage et éviter de le mettre à l’arrêt durant son fonctionnement pulsé. C’est, en partie, l’objet de cette invention qui permet de faire tourner de manière pulsée et cyclique et en continu un moteur sans diminuer notablement sa durée de vie.According to the analysis made above it is clear that during the start-up phase of any type of electric motor, a significant overcurrent occurs, causing it to heat up. If we want to run a motor in pulsed mode, it will therefore be necessary to move it away from its starting characteristics and to avoid stopping it during its pulsed operation. This is, in part, the object of this invention which makes it possible to rotate a motor in a pulsed and cyclic manner and continuously without significantly reducing its service life.
FORME DE REALISATION concernant les moteurs électriquesEMBODIMENT concerning electric motors
La figure 2 est une forme de réalisation.Figure 2 is an embodiment.
Au lieu de laisser s’arrêter le moteur entre les impulsions de pleine tension, on lui applique une tension minimale d’entrée afin de le garder toujours en rotation minimum.Instead of allowing the motor to stop between full voltage pulses, a minimum input voltage is applied to it to keep it always running at minimum.
Pour éviter les chocs mécaniques les surintensités dues aux brusques variations de vitesse, on passera graduellement de la pleine tension à la tension minimale (exemple : la moitié de la pleine tension) et vice-versa.To avoid mechanical shocks, overcurrents due to sudden speed variations, we will gradually go from full voltage to minimum voltage (example: half of full voltage) and vice versa.
Les courbes de tension présentées à la figure 1 sont toujours d’application.The voltage curves shown in Figure 1 are still applicable.
Cette forme de réalisation n’a jamais fait l’objet d’aucune publication mais a été testée et sera implémentée dès la présente demande de brevet sur nos appareils Thermo+ Debussy et DiasculptThis embodiment has never been the subject of any publication but has been tested and will be implemented from the present patent application on our Thermo + Debussy and Diasculpt devices
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20180105A BE1026793B1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Device for controlling electrical devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20180105A BE1026793B1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Device for controlling electrical devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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BE1026793A1 true BE1026793A1 (en) | 2020-06-17 |
BE1026793B1 BE1026793B1 (en) | 2020-07-23 |
Family
ID=68289762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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BE20180105A BE1026793B1 (en) | 2018-09-12 | 2018-09-12 | Device for controlling electrical devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1026793B1 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140145607A1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-05-29 | Lucidity Lights, Inc. | Dimmable high frequency induction rf fluorescent lamp |
-
2018
- 2018-09-12 BE BE20180105A patent/BE1026793B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
ALLARD ET AL., CURR. OPIN. PHARMACOL., vol. 29, 2016, pages 7 - 16 |
HAUSER RA ET AL., JAMA NEUROL., vol. 72, no. 12, 2015, pages 1491 - 500 |
HODGSON RA ET AL., J. PHARMACOL. EXP. THER., vol. 330, no. 1, 2009, pages 294 - 303 |
OTTA A., FRONTIERS IN IMMUNOLOGY, vol. 7, 2016, pages 109 |
PINNA A., CNS DRUGS, vol. 28, 2014, pages 455 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE1026793B1 (en) | 2020-07-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20200723 |
|
MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20200930 |