<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX PETITES MOTEURS ELECTRIQUES à CHAMP TOURNAT. -
Lorsque l'on a à réaliser des moteurs à champ tournant de très fai- ble puissance, on se heurte à de nombreuses difficultés qui sont encore accrues, si le moteur est destiné à fonctionner à grande vitesse* Parnui ces difficultés, il y a lieu de retenir les suivantes
Les dimensions d'un moteur de quelques dixièmes de cheval deviennent telles qu'il est très difficile de loger les enroulements. En particulier, l'alé- sage du stator ne permet presque plus l'exécution du bobinage inducteur. On est alors conduit à augmenter les dimensions du stator nécessaires pour un bon fanc- tionnement électrique, uniquement dans le but de rendre le bobinage réalisable.
Ceci entraîne une augmentation du volume du rotor, de son arbre, des paliers et
<Desc/Clms Page number 2>
en général de 1'encombrement de la machine.
Non seulement, cette façon de procéder provoque un prix de revient hors de proportion avec la puissance de la machine, mais elle nécessite la cons- truction de moteurs trop larges par rapport à la puissance désirée, d'un un fone- tionnement défectueux, un faible rondement, un facteur de puissance peu élevé.
D'autre part, en augmentant le diamètre du rotor, on augmente sa vitesse périphérique, ce qui peut conduire à des valeurssinadmissibles pour des machines à grande vitesse, surtout en ce qui concerne le bobinage du rotor.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en per- mettant de donner aux circuits magnétiques les dimensions strictement nécessai- res au passage du flux et pour réaliser les pertes voulues, tout en rendant le bobinage statorique plus facilement réalisable que dans des machines beaucoup plus puissantes. Elle permet d'exécuter des rotors pouvant atteindre de très grandes vitesses périphériques sans danger pour leurs bobinages et d'abaisser le coût de fabrication.
Le moteur, objet de l'invention. se compose essentiellement, comme représenté, à titre dtexemple sur la Fig.l, d'un stator A en tôles minces em- pilées sur l'axe F, et maintenues au moyen de flasques serrés sur cet axe.
Ce stator cylindrique porte sur sa périphérie des encoches en nom- bre convenable percées parallèlement à l'axe F. Ces encoches peuvent être in- clinées si besoin est. Elles sont demi fermées ou ouvertes, et permettent de bobiner l'enroulement inducteur directement sur le stator sans difficulté et quel que soit le diamètre de celui-ci. Ce bobinage pourrait également se faire en sections tonnées et avec n'importe quel nombre de pOles ou de phases*
La partie inférieure de l'axe F est fixée dans le bâti C.
La partie supérieure porte une crapaudine E sur laquelle appuie l'arbre B, dont la partie supérieure traverse le coussinet D fixé dans le bâ- ti C.
L'arbre B port le rotor G qui a la forme d'un bol renversé et peut être exécuté entièrement en acier magnétique ou bien porter, monté sans l'alésage de sa partie cylindrique, un circuit magnétique en tôles minces. Dans ce circuit magnétique, sont percées des encoches en nombre voulu, dans lesquel- les est logé le bobinage induit, réalisé sous forme de cage d'écureuil en cas d'un moteur asynchrone, ou au moyen de deux bobines logées dans deux rainures
<Desc/Clms Page number 3>
diamétralement opposées, remplaçant les encoches, dans le cas d'un moteur/syn- chrone.
Il est évident que ce même moteur peut être réalisé à arbre hori- zontal. Dans ce cas, l'axe B est replacé par un tube portant des coussinets à chaque extrémité dans lesquels tourne l'arbre b du rotor.
Le stator étant tonné par un simple paquet de tôles sous forme d'un cylindre, avec encoches sur sa périphérie extérieure, le bobinage inducteur peut être réalisé très aisément. Il est possible de lui/donner les dimensions né- cessaires pour un bon fonctionnement électrique, et ceci même pour des puissan- ces très faibles et pouvant être inférieures à 1/100 de cheval - d'où une gran- de économie de matière et de main-d'oeuvre.
D'autre part, en conservant les dimensions en rapport avec la puis- sance, on améliore le rendement et le facteur de puissance de la machine.
Le rotor étant formé par un bol en fer doux, à l'intérieur duquel est logé le bobinage, sa vitesse périphérique peut atteindre de très grandes valeurs, sans danger pour les enroulementa et n'est limitée que par la résis- tance à la rupture du métal utilisé, ce qui est impossible à réaliser sans pré- cautions spéciales (calottes pour les enroulements - cales d'encoches, etc..) avec les moteurs du type ordinaire.
Parmi les applications possibles du moteur ainsi établi, il con- vient de signaler celle concernant 1'entraînement à grande vitesse des broches de filature@.
Dans les usines de filature de soie naturelle, on utilise en grand nombre des appareils appelés des "dévideurs". Ces appareils sont composés par un arbre vertical, dont la partie supérieure traverse un coussinet, et la par- tie inférieure repose sur une crapaudine. Ces appareils sont entraînés par courroie, actionnée par un arbre central et servent au dévidage des bobines de soie. Ces appareils fournissent une puissance très faible - environ 10 watts et tournent à 10.000 t/m.
La commande mécanique de ces broches présente plusieurs inconvénients dont les principaux sont : glissements des courroies, d'où vi- tesses inégales des bobines, rendement très faible des appareils, impossibi- lité d'adopter une vitesse supérieure à 10.000 t/m à cause du "battement" des courroies - impossibilité d'arrêter individuellement les broches, arrêt d'un métier complet en cas d'avarie au moteur d'entraînement ou à l'appareil trans- metteur, etc....
<Desc/Clms Page number 4>
Ces broches mécaniques pourront facilement être remplacées par des dévideurs à comnande électrique en utilisant les moteurs réalisés suivant les principes indiqués ci-dessus.
Sur la Fig.2, on a représenté, à titre d'exemple, une forme d'appli- cation d'un de ces moteurs à l'entraînement d'une broche fonctionnant à 20.000 t/m.
Le rotor A est monté sur un tube B portant, à chaque extrémité un coussinet D qui guide l'arbre K du rotor G. L'extrémité inférieure de l'arbre repose au moyen d'une bille L sur une pastille M en acier extra-dur, maintenue par une ampoule N vissée sur le coussinet inférieur. La partie supérieure de l' arbre est conique pour pennettre le montage de la bobine de soie.
Le tube B est fixé dans un bâti C pouvant se monter sur le métier.
Les dimensions du moteur et de son bâti sont telles que le remplacement des bro- ches mécaniques par les dévideurs à commande électrique se fait sans aucune mo- dification du métier.
Ces moteurs permettent d'augmenter le rendement de chaque métier ¯et de diminuer la consonmation de 35 à 40%; grâce à leur vitesse élevée ils permettent d'augmenter la production et ceci pour une consommantion réduite dans le rapport indiqué ci-dessus.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS TO SMALL ELECTRIC MOTORS in CHAMP TOURNAT. -
When one has to make motors with a rotating field of very low power, one comes up against many difficulties which are still greater, if the motor is intended to operate at high speed * Among these difficulties, it is necessary to to retain the following
The dimensions of a motor of a few tenths of a horse become such that it is very difficult to accommodate the windings. In particular, the reaming of the stator hardly allows the execution of the field winding any more. We are then led to increase the dimensions of the stator necessary for good electrical financing, solely with the aim of making the winding possible.
This leads to an increase in the volume of the rotor, its shaft, the bearings and
<Desc / Clms Page number 2>
in general the size of the machine.
Not only does this procedure cause a cost price out of proportion with the power of the machine, but it requires the construction of motors that are too large in relation to the desired power, a faulty operation, a low round, a low power factor.
On the other hand, by increasing the diameter of the rotor, its peripheral speed is increased, which can lead to unacceptable values for high speed machines, especially as regards the rotor winding.
The object of the present invention is to avoid these drawbacks by making it possible to give the magnetic circuits the dimensions strictly necessary for the passage of the flux and to achieve the desired losses, while making the stator winding more easily achievable than in machines. much more powerful. It makes it possible to execute rotors which can reach very high peripheral speeds without danger for their windings and to lower the manufacturing cost.
The engine, object of the invention. consists essentially, as shown, by way of example in FIG. 1, of a stator A made of thin sheets stacked on the axis F, and held by means of flanges clamped on this axis.
This cylindrical stator bears, on its periphery, notches in a suitable number, drilled parallel to the axis F. These notches can be tilted if necessary. They are half closed or open, and allow the inductor winding to be wound directly onto the stator without difficulty and regardless of the diameter of the latter. This winding could also be done in tinned sections and with any number of poles or phases *
The lower part of the axis F is fixed in the frame C.
The upper part has a frame E on which the shaft B rests, the upper part of which passes through the bearing D fixed in the frame C.
The shaft B carries the rotor G which has the shape of an inverted bowl and can be executed entirely in magnetic steel or else carry, mounted without the bore of its cylindrical part, a magnetic circuit in thin sheets. In this magnetic circuit, notches are drilled in the desired number, in which is housed the armature winding, produced in the form of a squirrel cage in the case of an asynchronous motor, or by means of two coils housed in two grooves
<Desc / Clms Page number 3>
diametrically opposed, replacing the notches, in the case of a motor / synchronous.
It is obvious that this same motor can be produced with a horizontal shaft. In this case, the axis B is replaced by a tube carrying bearings at each end in which the shaft b of the rotor turns.
Since the stator is formed by a simple bundle of sheets in the form of a cylinder, with notches on its outer periphery, the field coil can be produced very easily. It is possible to give it the dimensions necessary for a good electrical operation, and this even for very low powers and which can be less than 1/100 of a horse - hence a great saving of material and labor.
On the other hand, by keeping the dimensions in relation to the power, the efficiency and the power factor of the machine are improved.
The rotor being formed by a soft iron bowl, inside which the winding is housed, its peripheral speed can reach very high values, without danger for the windingsa and is limited only by the breaking strength. of the metal used, which is impossible to achieve without special precautions (caps for the windings - notch wedges, etc.) with ordinary type motors.
Among the possible applications of the motor thus established, it is worth mentioning that relating to the high speed driving of the spinning spindles.
In factories that spin natural silk, a large number of devices called "reels" are used. These devices are made up of a vertical shaft, the upper part of which passes through a bearing, and the lower part rests on a slider. These devices are driven by a belt, actuated by a central shaft and are used to unwind the reels of silk. These devices provide very low power - around 10 watts and spin at 10,000 rpm.
The mechanical control of these spindles has several drawbacks, the main ones of which are: slippage of the belts, resulting in unequal speeds of the coils, very low efficiency of the devices, impossibility of adopting a speed greater than 10,000 rpm due to the "flapping" of the belts - impossibility of stopping the spindles individually, stopping a complete loom in the event of damage to the drive motor or to the transmitting device, etc ....
<Desc / Clms Page number 4>
These mechanical spindles can easily be replaced by electrically controlled wire feeders using motors produced according to the principles indicated above.
In FIG. 2, there is shown, by way of example, a form of application of one of these motors to the drive of a spindle operating at 20,000 rpm.
The rotor A is mounted on a tube B carrying, at each end a bearing D which guides the shaft K of the rotor G. The lower end of the shaft rests by means of a ball L on a disc M in extra steel -hard, held by an N bulb screwed onto the lower pad. The upper part of the shaft is conical to allow the assembly of the silk spool.
Tube B is fixed in a frame C which can be mounted on the loom.
The dimensions of the motor and its frame are such that the replacement of the mechanical spindles by the electrically controlled unwinders is done without any modification of the trade.
These engines make it possible to increase the output of each profession ¯and reduce consumption by 35 to 40%; thanks to their high speed they make it possible to increase production and this for a reduced consumption in the ratio indicated above.