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Montage pour centrifugeuses de laboratoires entraînées par des moteurs à courant alternatif à collecteur.
L'objet de la présente invention est un montage d'entrai- nement et de freinage pour des centrifugeuses de laboratoires en- traînées par des moteurs à courant alternatif et à collecteur, Ce couplage tient compte des exigences particulières à ces centrifu- geuses et, de plus, rend impossibles les fausses manoeuvres.
Pour une centrifugeuse.moderne de laboratoire dont la capacité atteint environ un litre et dont la vitesse maximum est d'environ 15.000 tours' par minute, il est avantageux, lorsque l'on utilise directement le courant du secteur, d'assurer l'entraîne- ment au moyen d'un moteur à courant alternatif à collecteur, d'au- tant plus qu'il est possible de régler au moyen d'un transformateur -,de régulation la vitesse de rotation du moteur, sans pertes à l'in-
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térieur d'un vaste domaine.
La plupart des centrifugeuses de laboratoires que l'on trouve dans le commerce, de la capacité et de la puissance indiquées, sont entra$nées par un moteur à collecteur relié en série à un transformateur de régulation additionnel, cet ensemble étant complété la plupart du temps par adjonction d'un interrupteur horaire et d'une protection contre la surface que pourrait provoquer un régime trop élevé de la machine.
Il est apparu que l'on pouvait compléter l'installation électrique de telles machines de façon relativement simple et sans grande dépense supplémentaire, afin d'obtenir également un freinage électrique adapté aux caractéristiques indiquées de la centrifugeuse Ce freinage réduit le temps d'arrêt par inertie de la machine et améliore par conséquent l'utilisation de ces machines.
On exige d'un tel freinage électrique, non seulement qu'il soit efficace, mais encore qu'il se produise sans choc et progressivement afin.de ne pas troubler les dép8ts. Il convient, de plus, que ce freinage se relâche avant l'arrêt de la machine, de sorte qu'il ne se produise pas une montée en tourbillons des sédi- ments. Le freinage doit aussi, pour la simplicité de manoeuvre de la machine, pouvoir être mis en oeuvre à tout moment et doit permettre également d'assurer à volonté la rotation libre par inertie.
La Demanderesse a trouvé que l'on pouvait satisfaire toutes ces conditions en utilisant les dispositifs de freinage électrique connus à contre-courant ou blocage magnétique de l'arma- ture du moteur d'entraînement, très simplement au moyen'des monta- ges représentés sur les.figures 1 et 2 qui sont identiques dans leur principe et se distinguent seulement par le mode de freinage.
Sur ces figures R désigne un transformateur de régula- tion (autotransformateur) relié en série avec le moteur N. Au transformateur sont accouplés impérativement deux commutateurs U1 et U2 de telle sorte que la rotation du transformateur produit, au
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passage de la position 0 (représentée sur les figures), le renver- sement du rôle du moteur M, c'est-à-dire le changement de l'effet d'entraînement en effet de freinage ou inversement* Dans le demain ne d'entraînement F, le moteur M est connecte en moteur série. Le circuit correspondant comprend l'interrupteur horaire T qui permet d'interrompre le courant au bout d'un temps déterminé à l'avance.
Dans le domaine de freinage B, le moteur M est monté en opposition par inversion des pôles du rotor (ou.du stator) (figure 1) ou sou- mis à un blocage magnétique par inversion d'un seul champ du stator (figure 2). Le circuit correspondant comprend également l'inter- rupteur centrifuge Z, qui est fermé pendant la rotation de la machine et ne s'ouvre qu'au moment où la vitesse de rotation descend en dessous d'une valeur très réduite. A est un ampèremètre contrôlant le courant d'entraînement ou de freinage de la machine, S est un interrupteur de sécurité qui s'ouvre lorsqu'il se produit une surcharge.
Le mode de fonctionnement de ces montages est le suivant: par exemple S est fermé, R dans une position du domaine de freinage B et la machine au repos. Le circuit B est alors ouvert parce que Z est ouvert. Le secondaire du transformateur de régulation n'est donc parcouru'par'aucun courant. Si l'on ferme maintenant l'in- terrupteur T et si l'on amène R dans le domaine F, la machine dé- marre. Si.l'on ouvre ensuite, après un délai choisi, l'interrup- teur T, la machine s'arrête sans freinage. Si l'on.amène par contre R dans le domaine B, avant ou après l'expiration du délai réglé par T, il se produit un freinage dû à la fermeture de Z pendant la rotation de la machine., Ce freinage dure jusqu'à ce que'4 s'ouvre peu avant l'arrêt de la machine.
Si par contre on amène R sur la Position 0 avant l'arrêt de la machine le freinage est interrompu.
Il est par conséquent essentiel pour effectuer un freinage, morne si la machine tourne déjàà vide par ouverture de T, de pouvoir en tournant R faire croître le courant de freinage de zéro au maximum*
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On satisfait ainsi à l'exigence d'une mise en oeuvre du freinage progressif 2 et sans chocs. L'ouverture de Z peu avant l'arrêt de la machine permet de satisfaire à l'exigence du relâchement du freinage peu avant l'arrêt de la machine. Mais on peut également, et même au' cours du freinage, passer à la position d'entraînement, il suffit seulement de fermer T et de faire passer R et B en F. Ce passage s'effectue également sans secousse et progressivement.
Toutes ces manipulations garantissent la simplicité de la manoeuvre, étant donné qu'elles consistent simplement à manipuler la tête du transformateur de régulation.
Le montage objet de l'invention laisse à l'expérimenta- teur la plus grande liberté dans la manoeuvre de la machine avec une très grande sécurité de fonctionnement et une excellente adap- tation aux exigences indiquées des centrifugeuses de laboratoires.
Des essais étendus ont montré également que ce montage présente en pratique d'énormes avantages. Principalement, il permet de choisir le rapport des puissances d'entraînement et de freinage à l'inté- rieur d'un domaine relativement large. Pour les travaux de labo- ratoires les plus courants, on a trouvé que le rapport de la ten- sion maxima d'entraînement et de la tension maxima de freinage devait être d'enveiron 5 : 1, avec le montage représenté sur la figure 2. On obtient ainsi une réduction jusqu'à moitié du temps d'arrêt, valeur qui, peut être encore supportée par les dépôts les plus légers. Les valeurs suivantes correspondent à un essai effec- @ avec le montage de la figure 2.
Tension et'intensité d'entraînement: .210 volts . , 1,55 ampère.
Vitesse de rotation: 14.300 t/min.
Temps d'arrêt sans freinage:
4 min. 45 sec.
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Tension et intensité de freinage:
37 volts 0,9 ampère.
Temps d'arrêt avec freinage :
2 min. 30 sec.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mdntage qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
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Assembly for laboratory centrifuges driven by AC collector motors.
The object of the present invention is a drive and braking assembly for laboratory centrifuges driven by alternating current and commutator motors. This coupling takes into account the special requirements of these centrifuges and, moreover, makes false maneuvers impossible.
For a modern laboratory centrifuge with a capacity of about one liter and a maximum speed of about 15,000 revolutions per minute, it is advantageous, when the mains current is used directly, to ensure the drive. - by means of an alternating current motor with collector, especially since it is possible to regulate by means of a transformer -, regulating the speed of rotation of the motor, without losses in the -
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interior of a vast domain.
Most laboratory centrifuges found on the market, of the capacity and power indicated, are driven by a commutator motor connected in series to an additional regulating transformer, this assembly being completed for most of the time. time by adding a time switch and protection against the surface that could cause too high a speed of the machine.
It appeared that it was possible to complete the electrical installation of such machines in a relatively simple way and without great additional expenditure, in order also to obtain an electric braking adapted to the characteristics indicated of the centrifuge. This braking reduces the stopping time by inertia of the machine and consequently improves the use of these machines.
Such electric braking is required not only for it to be effective, but also for it to occur without shock and gradually so as not to disturb the deposits. This braking should, moreover, be released before stopping the machine, so that a vortex of the sediment does not occur. Braking must also, for the simplicity of maneuvering the machine, be able to be implemented at any time and must also make it possible to ensure free rotation by inertia at will.
The Applicant has found that all these conditions can be satisfied by using the known electric braking devices with countercurrent or magnetic locking of the armature of the drive motor, very simply by means of the arrangements shown. on figures 1 and 2 which are identical in principle and are distinguished only by the braking mode.
In these figures R designates a regulating transformer (autotransformer) connected in series with the motor N. To the transformer are imperatively coupled two switches U1 and U2 so that the rotation of the transformer produces, at
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change from position 0 (shown in the figures), the reversal of the role of the motor M, that is to say, the change from the driving effect to the braking effect or vice versa * In the future no 'drive F, the motor M is connected as a series motor. The corresponding circuit comprises the time switch T which makes it possible to interrupt the current after a time determined in advance.
In braking range B, the motor M is mounted in opposition by inverting the poles of the rotor (or. Of the stator) (figure 1) or subjected to a magnetic blocking by inversion of a single field of the stator (figure 2 ). The corresponding circuit also includes the centrifugal switch Z, which is closed during the rotation of the machine and only opens when the speed of rotation drops below a very low value. A is an ammeter controlling the driving or braking current of the machine, S is a safety switch which opens when an overload occurs.
The operating mode of these assemblies is as follows: for example S is closed, R in a position of the braking range B and the machine at rest. Circuit B is then open because Z is open. The secondary of the control transformer is therefore not traversed by any current. If we now close the switch T and if we bring R to the field F, the machine starts. If the switch T is then opened after a selected period of time, the machine will stop without braking. If, on the other hand, R is brought into domain B, before or after the expiration of the time set by T, braking occurs due to the closing of Z while the machine is rotating., This braking lasts until until '4 opens shortly before the machine stops.
If, on the other hand, R is brought to Position 0 before the machine stops, braking is interrupted.
It is therefore essential for braking, even if the machine is already running empty by opening T, to be able by turning R to increase the braking current from zero to the maximum *
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The requirement of implementing progressive braking 2 and without shocks is thus satisfied. The opening of Z shortly before stopping the machine makes it possible to satisfy the requirement to release the braking shortly before stopping the machine. But it is also possible, and even during braking, to pass to the driving position, it suffices only to close T and to pass R and B to F. This passage also takes place without jerk and gradually.
All these manipulations guarantee the simplicity of the maneuver, given that they simply consist in manipulating the head of the regulating transformer.
The assembly which is the subject of the invention leaves the experimenter with the greatest freedom in operating the machine with very great operational safety and excellent adaptation to the requirements indicated for laboratory centrifuges.
Extensive tests have also shown that this arrangement has enormous advantages in practice. Mainly, it makes it possible to choose the ratio of the driving and braking powers within a relatively wide range. For the most common laboratory work, it has been found that the ratio of the maximum driving voltage and the maximum braking voltage should be about 5: 1, with the assembly shown in figure 2. This results in a reduction of up to half of the downtime, a value which can still be supported by the lightest deposits. The following values correspond to a test carried out with the assembly of figure 2.
Drive voltage and current:. 210 volts. , 1.55 amps.
Rotation speed: 14,300 t / min.
Stop time without braking:
4 min. 45 sec.
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Braking voltage and current:
37 volts 0.9 amps.
Stopping time with braking:
2 min. 30 sec.
It goes without saying that modifications can be made to the mdntage which has just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention.