<Desc/Clms Page number 1>
Moteur oscillant électromagnétique.
La présente invention a pour objet'un moteur os- cillant électromagnétique. Un semblable moteur oscillant consiste essentiellement en deux parties -principales qui sont accouplées ensemble. de façon permet'tant l'oscillation, par des 'ressorts ou des moyens agissant comme des ressorts..
Une partie contient l'électro-aimant,l'autre partie l'arma- ture pour celui-ci. L'appareil dutilisation. à actionner, par exemple un chenal detransport oscillant, un tamis ou un organe analogue, est raccordé de préférence à la pièce de l'armature. L'ensemble du système oscillant consiste alors en deux masses principales, la partie d'aimant d'un poids Gm' d'une part, et la partie d'armature avec appareil utile rac- cordé, d'un poids total Ga' d'autre part. Si les moyens élas- tiques accouplant les deux masses principales- ont une cons- tante élastique C, la fréquence propre d'oscillation du sys-
EMI1.1
terne oscillant est to =5. -V (3, , 1111 Gr Q. OE X 1 Gr G= + Ga représente le poids.résultant.
Si l'électro-aimant est excité .de façon pulsatoire avec une fréquence de commende fa'le système oscillant oscille avec une amplitude d'oscillation totale, c'est à dire
<Desc/Clms Page number 2>
avec une oscillation totale réciproque des deux masses principales d'une position extrême à l'autre qui se répartit comme on le sait dans lerapport inverse des masses principales. En cas d'égalité des masses par exemple, l'amplitude d'oscillation de l'armature et par conséquent aussi de l'appareil d'utilisation est égale à la moitié de l'amplitude d'oscillation totale.
La grandeur de l'amplitude d'oscillation se règle automatiquement d'après l'équilibre des forces, savoir : de la force élastique, de la force des ruasses et de la force de commande ainsi que de la force d'amortissement qui correspond au débit de puissance mécanique. Toutes aes forces peuvent être supposées avoir approximativement, dans le temps, une allure sinusoïdale.
Lors de la création d'un moteur oscillant, la fréquence de commande fa est donnée, En cas d'alimentation di- reate d'un moteur oscillant électromagnétique par un réseau de courant alternatif, elle est égale au double de la fréquence du réseau, en cas d'intercalation d'une soupape électrique, elle est égale à la fréquence du réseau. Pour une grandeur de type déterminée, la grandeur possible de la force de commande et par conséquent sa valeur maxima dans le temps sont données par les dimensions du système d'aimant.
L'amplitude d'oscillation est alors, comme on le sait, fortement dépendante non seulement de la force de commande mais encore du rapport de la fréquence d'oscillation propre fo à la fréquence de commande fa en correspondance avec les courbes de résonance connues d'après les publications techniques,
Au point de vue de l'exploitation électrique, une consommation aussi minime que possible de puissance d'excitation magnétique, la pute puissance réactive, est désirable.
La valeur minima possible serait obtenue pour un rapport de fréquences fo/fa 1 otest à dire en résonance. Théoriquement, l'enroulement magnétique absorbe alors seulement du courant efficace de la grandeur nécessaire pour couvrir les
<Desc/Clms Page number 3>
forces d'amortissement ou 'de freinage provenant du débit de puissance mécanique.
Cet état idéal. de fonctionnement au point de vue électrique n'est toutefois pas utilisable en pratique dans'les moteurs oscillants, électromagnétiques car, pour le plus petit écart de' la fréquence du réseau et par conséquent de la fréquence de commande par rapport à la valeur nominale, qui, en cas d'accord en résonance, doit être égale à la fréquence d'oscillation propre invariable, il se produit une diminution très forte, pratiquement inadmissible, .de l'amplitude d'oscillation. En outre, par exemple dans le cas d'opérations de tamisage ou de transport, la puissance mécanique, à débiter par le moteur oscillant est elle-même variable dans de larges Limites et par conséquent aussi l'amortissement du système oscillant.
Ces variations de l'amortissement également ont précisément dans la résonance pour conséquence les fluctuatios les plus fortes de l'amplitude d'oscillation. comme remède à cette situation, il serait seulement possible d'effectuer un réglage automatique de la tension appliquée à l'enroulement d'aimant et par conséquent du flux magnétique et de la force d'attraction, mais cette mesure nécessiterait une dépense peu économique. @ , ' D'après les courbes de résonance connues pour des oscillations amorties, et non amorties, on déduirait que, pour l'obtention d'une amplitude d'oscillation, pratiquement constante, indépendamment des fluctuations de la fréquence du réseau et de l'amortissement, il serait nécessaire de faire.
fonctionner le système oscillant avec un rapport de fréquence d'environ 0,5 à 1,5, c'est à dire 'fort éloigné.de.la résonance. La valeur inférieure, parait la plus favorable, car celle-ci nécessite, en correspondence avec 1 plus petite fréquence propre d'oscillation, des ressorts plus faibles et est donc avantageuse au point de vue cons- tructif. On a trouvé par des essais qu'un semblable accord sur un rapport de fréquences. fo/fa < 1 Présente deux inconvénients importants et cela en particulier en cas d'emploi
<Desc/Clms Page number 4>
de systèmes d'électro-aimants à surfaces d'entrefer planes parallèles, perpendiculaires ou à peu près perpendiculaires ..
la direction d'oscillation, qui sont spécialement favora- bles au point de ude magnétique pour des fréquences élevées de commande correspondant à la fréquence normale du roseau de 50 Hz ou plus et aux amplitudes d'oscillation petites en correspondance, de l'ordre de grandes de millimètres.
Suivant les lois connues de l'oscillation, pour un rapport de fréquence plus petit que 1, la force de commande doit en effet setrouver, dans le temps, en contre-phase per @@pert à la déviation d'oscillation, si on calcule à partir de la .position de zéro, ctest à dire que la valeur mamina de la force d'attraction magnétique qui agit toujours dans le sens d'une diminution de l'entrefer, etla valeur maxima du flux magnétique coïncident dans le temps avec la valeur ma- xima. de l'entrefer. On obtient donc les conditions les plus mauvaises imaginables pour ce qui concerne l'excitation :.lagnétique, qui impliquent une puissance réactive électrique de grandeur correspondante.
Un autre inconvénient important consiste en ce 0.1.1. '.en cas d'abaissement passager de la fréquence du réseau ou de l'augmentation de la tension du réseau ou en cas de dérangements des oscillations pour des raisons mécaniques, par exemple par suite de pénétration de corps étrangers dans l'entrefer'ou par des forces étrangères agissant de l'extérieur sur le système oscillant, qui conduisent à un contact, même seulement une fois, de l'aimant et de l'armature, il se produit un cognement violent permanent des surfaces d'entrefer, l'une contre l'autre.
Le cognement ne peut le plus souvent être supprimé que par la mise hors circuit complète du moteur oscillant et remise en circuit subséquente, c'est à dire par une interruption du fonctionnement. Le même proces- sus se. produit également par suite du choc de courant de fermeture connu dans le cas de circuits inauctifs et de force
<Desc/Clms Page number 5>
d'attraction magnétique exagérément grande', de courte du- rée qui en résulte, lorsque la mise en circuit ne se fait pas toujours par l'intermédiaire dtune résistance préalable.
Le cogneraent mentionné a une violence telle qu'il peut se produire de ce fait des destructions dans le moteur oscillant ou dans l'appareil dtutilisation.
Ce phénomène peut s'expliquer par le. fait que déjà le premier contact de l'armature et de l'aimant produit un déplacement, et en particulier'une'avance, de la phase de l'oscillation mécanique par rapport aux demi-ondes de tension, fixes dams. le temps, du réseau, en combinaison avec, une composante supplémentaire de puissance efficace du flourant absorbé, qui correspond à l'énergie mécanique consommée dans le choc de: cognement. Lorsque ce processus a été une fois amorcé, le décalage de phase par suite de l'accroissement de puissance efficace, et la puissance efficace par suite de l'accroissement résultant du décalage,de phase,se font augmenter réciproquement de plus en plus. Il y a donc un état instable.
Les inconvénients décrits sont. supprimés suivant la préserite invention par un accord, du système oscillant sur un rapport de fréquences fo/fa > 1 et cela dans la gamme de 1,1 à 1,25. Des recherches approfondies ont montré que l'on obtient ainsi la meilleure compensation possible entre les conditions de recherche d'une minime consolation, électrique réactive et de la sécurité'de fonctionnement mécanique.
Par rapport à l'état de résonance, il faut alors, il est vrai, également une puissance réactive considérable.
Comme toutefois en cas d'un rapport de fréquence > 1, la force de commande et la déviation sont. en phase lors du. fonctionnement sans amortissement et que la valeur maxima de le. force d'attraction magnétique coïncide avec la valeur minima' de l'entrefer, on obtient les'conditions les plus favorables au point de vue d'excitation magnétique, de sorte que la consommation réactive reste dans les limites, supportables en pratique. En outre, l'influence des fluctuations, se produisant @
<Desc/Clms Page number 6>
en fonctionnement, de la fréquence du réseau et par conséquent de la fréquence d'actionnement fa' de l'ordre de grandeur jusqu'à environ + 2%, sur le rapport de fréquences est déjà diminuée au point que de ce fait la sécurité de fonctionnement du moteur oscillant n'est pas mise en danger.
Même lorsqu'une fluctuation plus grande de fréquence ou une autre perturbation mécanique conduit à un cognement de l'aimant et de l'armature, celui-ci cesse après disparition de la perturbation, atest à dire par exemple après une élévation passagère de fréquence ou de tension dans le réseau.
Un autre avantage de l'accord suivant la présente invention et cela précisément dans la gamme indiquée, réside dans l'insensibilité de l'amplitude d'oscillation aux fluctuations de l'amortissement. Suivant les courbes connues de résonance, ceci ne peut pas être attendu en soi,car ces courbes, valables pour une force de commande constante, indiquent encore dans la gamme fo/fa = 1,1 à 1,25 une dépendance très considérable de l'amplitude de vibration par rapport à l'amortissement. Dans les moteurs électromagnétiques oscillants, l'amortissement a toutefois toujours pour conséquence un décalage, dans le temps, des oscillations dans le sens d'un retard qui produit de son côté automatiquement une augmentation correspondante de courant efficace ou de puissance efficace, supplémentairement à la consommation réactive qui correspond à la marche à vide.
Un autre avantage de l'accord suivant la présente invention s'est montré dans des opérations de fonctionnement dans des chenaux de transport oscillants ou dans les tables à secousses, en ce sens qu'une tendance à l'adhérence d'une partie de la matière de travail à l'appareil, c'est à dire à l'accouplement suivant l'oscillation à l'appareil, est supprimée par le faitqu'un semblable accouplement se produisant passagèrement augmente la nasse résultante et produit par conséquent un rapprochement de larésonance et une augmentation de l'amplitude d'oscillation qui a pour conséquence un détachement* de la matière accouplée.
L'expérience a montré en outre que des chenaux de transport qui sont actionnes au moyen de moteurs oscillants accordés suivant la présente in-
EMI6.1
vention présentent des amplitudes d'oscillation pratiquement
<Desc/Clms Page number 7>
constantes indépendamment du degré de remplissage au moyen de la matière à transporter, ce qui est la condition essen- tielle pour une vitesse constante, de transport.
Revendications.
1.- Moteur oscillant électromagnétique consistant en une partie d'aimant et en une partie d'armature qui sont ac- couplées de façon à 'osciller au moyen de ressorts ou d'élé- ments équivalents et qui forment, avec l'appareil d'utili- sation raccordé, un système oscillant ayant sa fréquence propre d'oscillation déterminée, caractérisé en ce que le rapport de la fréquence propre d'oscillation fo du système oscillant à la fréquence de commande f intervenant dans le système d'aimant du moteur oscillant se trouve dans, la gamme de 1,1 à 1,25.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.