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L'un des procédés utilisées en télévision pour l'exploration d'un film, est le procédé dit l'exploration par spot lumineux.Le projecteur cinématographique utilisé à cet effet ne comporte pas de mécanismes de croix de Malte, et le film est animé d'un mouvement continu à une vitesse constan- te de 25 images par seconde, adaptée aux normes de la télévision.
Non.seulement un synchronisme doit exister entre le mouvement du fiJm et les impulsions de synchronisation d'images du signal de télévision, mais en outre, ledit mouvement et ledit signal doivent avoir la phase requise, et, de plus, le film doit acquérir sa vitesse de régime en 1 à 2 sec. lorsqu'on utilise pour le mouvement du film un moteur synchrone, la première condition est satisfaite (pour autant que les impulsions de synchronisation soient prélevées du secteur) mais les deux autres-ne le sont pas.
On peut utiliser par exemple un moteur synchrone tournant à 1500 tours par minute ( de sorte que le rotor et le stator comportent chacun
4 pôles) dont les quatre pôles rotoriques en fer doux (donc non e@cités) comportent des bagues court-circuitées, ce qui assure le démarrage asynchro- ne du moteur. Toutefois, dans le cas d'emploi d'un tel moteur, la phase du rotor parrapport au secteur n'est pas déterminée d' ne manière univoque, car au moment où le rotor atteint le synchronisme, un pôle nord ou un pôle sud peut être induit dans un pôle rotorique. Dans ce cas, le rotor peut occuper quatre positions par rapport au champ tournant du stator.
Toutefois, par suite de l'exploration interlignée, lorsqu'une position déterminée du rotor est bonne, il en est de même pour la position dans laquelle le rotor subit un déphasage de 360 degrés électriques (ce qui, dans le cas d'un mo- teur à 4 pôles, correspond à une demi-révolution du rotor, c'est-à-dire à 1/50 sec).
Dans ce cas, on peut rendre rotatif le boîtier du stator, de sorte que lorsque le moteur démarre dans un sens déterminé, on peut inver- ser ce sens en tournant le boier du stator de 180 degrés électriques (c'est- à-dire de 90 degrés géométriques). Ceci présente un inconvénient il faut d'abord constater si le moteur tourne dans le bon sens ou non, et inverser éventuellement ensuite ce sens de rotation.
Suivant l'invention, on peut obvier à cet inconvénient par l'em- ploi d'un moteur synchrone dont le rotor comporte des pôles magnétiques per- manents et caractérisé par le fait que ce rotor comporte également une partie munie d'un enroulement en cage d'écureuil, partie qui comporte de préféren- ce un certain nombre de pôles saillants égal au nombre de pôle magnétiques permanents.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non li- mitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin, faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Les figs. 1, 2 et 3 sont respectivement une vue en élévation une vue de profil, et une coupe par le plan I-I du rotor d'un moteur synchro- ne conforme à l'invention.
Le rotor comporte deux parties : une partie 1 à quatre pôles magnétiques permanents N et S et une parti. 2 à quatre pôles saillants 3-6 , en fer doux, à enroulement en cage d'écureuil, dont les barres sont indiqués .par 7. Dans le cas représenté, les pôles magnétiques permanents coïncident avec les pôles en fer doux. Les fig. 2 et 3 montrent en outre schématiquement les pôles statoriques 8 et 9. Ces pôles comportent, de manière usuelle, des enroulements alimentés en courant alternatif. Le démarrage'asynchrone rapide du moteur se produit sous l'influence de l'enroulement en crage d'é- cureuil.
Le couple fourni par le moteur est constitué par la somme M du
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couple M. provenant des pôles en fer doux 3-6 et du couple M provenant des pâles rotoriques magnétiques N et S.
Lorsqu'on utilise non pas des pôles rotoriques saillants, mais un induit à cage normal, au synchronisme, le couple 1±1 sera 0 et ne contri- buera donc pas à l'entraînement. Pour ces raisons, on utilise de préférence des pôles saillants qui, au synchronisme, contribuent au couple total M.
La fig. 4 donne les couples M1 et M2 en fonction du déplacement angulaire [alpha](degrés électriques) entre les pôles rotoriques et les pôles sta- toriques; pour la facilité, on a admis que M1 et M2 sont sinusoïdaux et ont la même amplitude. Les variations de M1 et de M2 peuvent s'expliquer facile- ment de la manière suivante.
Si l'on admet qu'à un moment déterminé les pôles 8 forment un pô- le N et les pôles 9 un pôle S sous l'influence delà tension alternative d'a- limentation,, dans la position représentée, un pôle sud sera induit dans le pâle en'fer doux, 3, et un pôle nord dans le pôle en fer doux 4. Dans ce cas, le couple Mest nul, car il n'existe pas de décalage entre les pôles rotoriques et les pôles statoriques, de sorte que le bras du couple est nul.
Si l'on suppose que le rotor est tourné vers la droite,, c'est-à-dire qu'il est freiné dans le sens opposé au sens de rotation, le couple M1 atteint un maximum et diminue jusque dans la position 10 de l'axe 11, position pour laquelle le couple est à nouveau nul.En-effet, dans cette position, le pâle en fer doux 3 est soumis également à l'influence du pôle 8 et du pâle 9, de sorte qu'il ne présente plus de polarité. Les droites 10 et 11 forment entre elles un angle de 90 degrés électriques (45 degrés géométriques).
Aus- si, sur la fig. 4, le couple Mest nul à 0 degré électrique, atteint un ma- ximum et passe à nouveau par zéro à 90 degrés électriques (force = 0), chan- ge alors de sens de façon que, dans le cas d'une rotation plus poussée vers la droite du rotor, le pôle 3 subit l'influence du pôle S 9 (fig. 2) jusqu' à ce que, pour 180 degrés électriques, exactement en regard du pôle 9, le coiple M1soit à nouveau nul (bras = 0).
Le couple M2 a une fréquence égale à la moitié seulement de celle de M1.Lorsque, de manière analogue, sur la fig. 3, le rotor est tour- né vers la droite,le couple M2 du pôle rotorique S augmente jusqu'à un ma- -ximum correspondant à une position exactement au milieu entre les pôles 8 et 9, et diminue ensuite jusqu'à ce que pour 180 degrés électriques, (90 de- grés géométriques) dans la position en regard de la bobine 9, le couple soit nul (bras = 0). Donc, sur la fig. 4, le premier passage par zéro de M2 se trouve à 0 degrés électriques et le second passage par zéro à 180 degrés électriques. Les passages par zéro de M1 et de M2 coïncident à 0, 180 et 360 degrés électriques.
Ceci provient de ce que les pôles magnétiques permanents S et N, coïncident avec les pôles en fer doux 3-6.
En additionnant sur la fig. 4, Met M2,on-obtient le couple total M en fonction de [alpha]. Il en résulte que, une demi-révolution du rotor correspondant à 360 degrés électriques, pour un couple de charge déterminé , la courbe de couple M peut encore compter deux crêtes différentes 12 et 13, pour lesquelles le couple M est positif et croissant, mais qu'une seule crê- te 12 a une certaine préférence. Lorsque, comme l'indique la ligne 14, le couple de charge du moteur est plus grand que le couple maximum M à la crête 13, il ne subsistera que la crête 12 et les conditions imposées sont satis- faites -.
Le moteur atteint suffisamment vite sa vitesse de régime, fonction- ne au synchronisme. et,en outre, un pôle saillant 3 se trouve toujours en regard d'un pâle statorique au moment où le synchronisme est atteint.
Toutefois, si le couple de charge est plus petit, de sorte que
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la ligne 14 couperait le sommet 13,le moteur pourrait encore tourner dans le sens inverse à celui désiré.
Toutefois, dàns un tel cas, il est possible d'abaisser la crê- te positive 13 et même de la supprimer complètement, en choisissant pour les aimants permanents 'un champ de plus forte intensité. Dans ce cas, sur la fig. 4, l'amplitude du couple M2 augmente, de sorte que l'amplitude de 13 diminue et tombe éventuellement à zéro.
Toutefois, lorsqu'un moteur à cage d'écureuil existant doit être transformé en un moteur conforme à l'invention, de sorte qu'une par- tie du rotor doit être enlevée pour le montage des aimants permanents, une telle mesure est parfois impossible, étant donné que la partie subsis- tante du rotor à cage d'écureuil n'est plus à même de fournir un couple de démarrage suffisant pour atteindre suffisamment vite la vitesse de régi- me. Dans ce cas, on peut adopter la solution suivante. Sur la fig. 5, la courbe M sinusoïdale des aimants permanents est décalée de 45 degrés électri- ques vers la gauche. La fig. 5 montre nettement que la crête 13 est dispa- rue et que seule subsiste la crête positive 12.
Ce résultat est obtenu en tournant les pôles magnétiques permanents S et N, par rapport aux pôles roto- rjques en fer doux 3-6, d'une manière telle que le premier passage par zéro de M2 soit déplacé de 45 degrés électriques vers la gauche, de sorte que les amplitudes maxima coïncident. Ceci implique, que les pôles magnétiques permanents sont déplacés à l'encontre du sens de rotation. Etant donné que 45 degrés électriques correspondant à 22,5 degrés géométriques, sur la fig. 3, l'axe 11 est amené dans la position 15, l'angle (3 étant égal à 22,5 degrés géométriques. L'amplitude de M2 peut être plus grande que celle de M1, car, dans ce cas, au poins correspondant à 225 degrés électriques, M devient même négatif, alors qu'au point correspondant à 45 degrés électri- ques, il devient plus positif.
Ce procédé peut également être mis en oeuvre dans les moteurs
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à deux pôles,à's:zpô.ë àj,;.c, polas etc.
Outre la télévision,le -acteur conforme à'l'invention, peut égale- ment être utilisé dans les projecteurs cinématographiques dans lesquels la représentation de l'image s'obtient à l'aide d'éclairs lumineux et dans lesquels les images doivent avoir la phase requise par.rapport aux éclairs.
Ce résultat peut être obtenu en entraînant le film à l'aide d'un moteur conforme à l'invention.
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One of the methods used in television to explore a film, is the so-called light spot exploration process. The film projector used for this purpose does not have Maltese cross mechanisms, and the film is animated. continuous movement at a constant speed of 25 frames per second, suitable for television standards.
No, only a synchronism must exist between the motion of the film and the frame synchronization pulses of the television signal, but in addition, said movement and said signal must have the required phase, and, moreover, the film must acquire its speed in 1 to 2 sec. when a synchronous motor is used for the movement of the film, the first condition is satisfied (provided that the synchronization pulses are taken from the sector) but the other two are not.
It is possible, for example, to use a synchronous motor rotating at 1500 revolutions per minute (so that the rotor and the stator each have
4 poles) of which the four soft iron rotor poles (therefore not e @ mentioned) have short-circuited rings, which ensures asynchronous starting of the motor. However, in the case of use of such a motor, the phase of the rotor with respect to the sector is not determined unequivocally, because at the moment when the rotor reaches synchronism, a north pole or a south pole can be induced in a rotor pole. In this case, the rotor can occupy four positions relative to the rotating field of the stator.
However, as a result of the interline exploration, when a determined position of the rotor is good, the same is true for the position in which the rotor undergoes a phase shift of 360 electrical degrees (which, in the case of a mo - 4-pole tor, corresponds to half a revolution of the rotor, that is to say to 1/50 sec).
In this case, the stator housing can be rotated, so that when the motor starts in a certain direction, this direction can be reversed by rotating the stator housing by 180 electrical degrees (i.e. 90 geometric degrees). This has a drawback, it is first necessary to ascertain whether the motor turns in the right direction or not, and then possibly reverse this direction of rotation.
According to the invention, this drawback can be obviated by using a synchronous motor, the rotor of which has permanent magnetic poles and characterized in that this rotor also comprises a part provided with a winding in squirrel cage, part which preferably has a number of salient poles equal to the number of permanent magnetic poles.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course forming part of the invention.
Figs. 1, 2 and 3 are respectively an elevational view, a side view, and a section through the plane I-I of the rotor of a synchronous motor according to the invention.
The rotor has two parts: a part 1 with four permanent magnetic poles N and S and a part. 2 with four salient poles 3-6, in soft iron, with squirrel cage winding, the bars of which are indicated by 7. In the case shown, the permanent magnetic poles coincide with the soft iron poles. Figs. 2 and 3 also show schematically the stator poles 8 and 9. These poles usually include windings supplied with alternating current. The fast asynchronous motor starting occurs under the influence of the squirrel-tooth winding.
The torque supplied by the motor is formed by the sum M of the
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torque M. from soft iron poles 3-6 and torque M from magnetic rotor blades N and S.
When not using salient rotor poles, but a normal cage armature, in synchronism, the torque 1 ± 1 will be 0 and therefore will not contribute to the drive. For these reasons, salient poles are preferably used which, in synchronism, contribute to the total torque M.
Fig. 4 gives the torques M1 and M2 as a function of the angular displacement [alpha] (electrical degrees) between the rotor poles and the static poles; for convenience, it has been assumed that M1 and M2 are sinusoidal and have the same amplitude. The variations of M1 and M2 can easily be explained as follows.
If we admit that at a given moment the poles 8 form an N pole and the poles 9 an S pole under the influence of the AC supply voltage, in the position shown, a south pole will be induced in the pale soft hell, 3, and a north pole in the soft iron pole 4. In this case, the torque M is zero, because there is no offset between the rotor poles and the stator poles, of so that the torque arm is zero.
If we assume that the rotor is turned to the right, that is to say that it is braked in the direction opposite to the direction of rotation, the torque M1 reaches a maximum and decreases up to position 10 of axis 11, position for which the torque is again zero. In fact, in this position, the soft iron blade 3 is also subject to the influence of pole 8 and blade 9, so that it does not has more polarity. The lines 10 and 11 form between them an angle of 90 electrical degrees (45 geometric degrees).
Also, in fig. 4, the torque M is zero at 0 electrical degrees, reaches a maximum and passes again through zero at 90 electrical degrees (force = 0), then changes direction so that, in the case of a rotation more pushed to the right of the rotor, pole 3 is influenced by pole S 9 (fig. 2) until, for 180 electrical degrees, exactly opposite pole 9, coiple M1 is again zero (arm = 0).
The couple M2 has a frequency equal to only half that of M1. When, in a similar way, in fig. 3, the rotor is turned to the right, the torque M2 of the rotor pole S increases to a ma- -ximum corresponding to a position exactly in the middle between the poles 8 and 9, and then decreases until for 180 electrical degrees, (90 geometric degrees) in the position opposite coil 9, the torque is zero (arm = 0). So, in fig. 4, the first zero crossing of M2 is at 0 electrical degrees and the second zero crossing is at 180 electrical degrees. The zero crossings of M1 and M2 coincide at 0, 180 and 360 electrical degrees.
This is because the permanent magnetic poles S and N coincide with the soft iron poles 3-6.
By adding to fig. 4, Met M2, we get the total torque M as a function of [alpha]. As a result, a half-revolution of the rotor corresponding to 360 electrical degrees, for a determined load torque, the torque curve M can still have two different peaks 12 and 13, for which the torque M is positive and increasing, but that a single peak 12 has some preference. When, as indicated by line 14, the load torque of the motor is greater than the maximum torque M at peak 13, only peak 12 will remain and the imposed conditions are satisfied -.
The engine reaches its operating speed sufficiently quickly and operates in synchronism. and, in addition, a salient pole 3 is always located opposite a pale stator when synchronism is reached.
However, if the load torque is smaller, so that
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line 14 would cut vertex 13, the motor could still turn in the opposite direction to that desired.
However, in such a case it is possible to lower the positive peak 13 and even to eliminate it completely, by choosing for the permanent magnets a field of higher intensity. In this case, in fig. 4, the amplitude of the torque M2 increases, so that the amplitude of 13 decreases and eventually falls to zero.
However, when an existing squirrel cage motor has to be converted into a motor according to the invention, so that part of the rotor has to be removed for mounting the permanent magnets, such a measure is sometimes impossible. , since the remaining part of the squirrel-cage rotor is no longer able to provide sufficient starting torque to reach full speed enough. In this case, the following solution can be adopted. In fig. 5, the sinusoidal M curve of the permanent magnets is electrically shifted 45 degrees to the left. Fig. 5 clearly shows that the ridge 13 has disappeared and that only the positive ridge 12 remains.
This is achieved by rotating the permanent magnetic poles S and N, relative to the soft iron roto poles 3-6, in such a way that the first zero crossing of M2 is moved 45 electrical degrees to the left. , so that the maximum amplitudes coincide. This implies, that the permanent magnetic poles are moved against the direction of rotation. Since 45 electrical degrees corresponding to 22.5 geometric degrees, in fig. 3, the axis 11 is brought to position 15, the angle (3 being equal to 22.5 geometric degrees. The amplitude of M2 may be greater than that of M1, because, in this case, at the corresponding points at 225 electric degrees, M even becomes negative, while at the point corresponding to 45 electric degrees, it becomes more positive.
This process can also be implemented in engines.
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with two poles, à's: zpô.ë àj,;. c, polas etc.
Besides television, the -actor according to the invention can also be used in cinematographic projectors in which the representation of the image is obtained by means of flashes of light and in which the images must have the phase required by lightning.
This result can be obtained by driving the film using a motor according to the invention.