<Desc/Clms Page number 1>
L'invention aurait aux moteurs électriques, en par- ticulier aux moteurs synchrones ou à induction du type à cage d'écureuil simple ou polyphasé.
Les moteurs de ce genre se composent essentillemen d'un rotor et d'un inducteur fixe. Dans le type le plus simple et le plus répendu, il n'existe' pas de connexion entre ces deux parties.
<Desc/Clms Page number 2>
Le fonctionnement d'un moteur à induction dépend du champ magnétique produit par ie passage d'un courant alternatif dans l'inducteur fixe ; ce champ est oscillant ou tournant sui- vant que le courant utilisé est monophasé ou polyphasé.
L'invention sera décrite ci-dessous en se référant à un moteur polyphasé à induction, dont le fonctionnement est dû à la production d'un champ tournant par le courant polyphasé employé.
Ce champ en rotation dans l'espace, autour de l'axe du rotor, crée des courants induits dans ce dernier. La réaction entre ces courants induits et le champ tournant crée un couple qui tend à faire tourner le rotor que celui-ci soit arrêté ou en rotation.
La résistance du rotor est très faible et, lors du fonctionnement, il se produit une chaleur excessive avant que le moteur ne parvienne a se mettre en vitesse. Il faut donc un cer- tain dispositif de démarrage ; peut comprendre des résis- tances dans le champ, un auto-transformateur ou compensateur, ou une résistance dans le rotor.
Des résistances de champ sont insérées dans les cir- cuits conduisant aux aimants de champ et disposées mécaniquement de telle sorte que les résistances soient simultanément modifiées d'une même quantité pour chaque phase, la résistance de démarra- ge étant enfermée dans une boite appropriée analogue à un rhéos- tat. Il est plus économique d'insérer une inductance variable dans le circuit en utilisant un auto-transformateur, au moyen duquel la tension aux extrémités du champ et réduite en interca- lant une bobine d'impédance dans le circuit d'alimentation et en alie ;ntant le moteur à partir de points variables de son enroulement.
Là où une résistance est comprise dans le rotor, il est nécessaire de modifier la cage d'écureuil de telle sorte que le bobinage ne soit pas court-circuité par les bagues de cuivre
<Desc/Clms Page number 3>
mais bien, au départ, par une résistance montée directement sur l'arbre à l'intérieur du rotor. En manoeuvrant un levier qui vient en contact avec un collier, pouvant se déplacer librement le long de l'arbre, le collier se déplace sur les grilles de ré- sistances internes situées dans le rotor, en réduisant ainsi graduellement leur valeur jusqu'à ce qu'elles soient mises hors- circuit. Toutefois, la méthode du contrôle de la résistance in- terne ne convient en fait que pour de petits moteurs à cause de l'échauffement.
Dans les gros moteurs, les résistances externes et les inducteurs du rotor sont connectés par l'intermédiaire de bagues collectrices.
L'objet principal de cette invention est de procurer pour un moteur électrique du type cage d'écureuil, une vitesse régulièrement variable et le contrôle du courant de démarrage.
Un autre obejt de cette invention est d'obtenir un moteur électrique du type à cage d'écureuil capable de démarrer sous un faible courant, et ayant des caractéristiques de vitesse gariables sans faire usage de résistances externes coûteuses en elle-mêmes et du point de vue de la consommation.
En appliquant l'invention, les avantages de caracté- ristiques de vitesse variables et du contrôle du courant de dé- marrage sont obtenus par un agencement dans lequel un rotor ou induit ayant plus de tôles qu'il n'en posséderait normalement, est monté de telle sorte qu 'il puisse être déplacé par rapport au stator ou inducteur fixe.
Un moteur électrique du type cage d'écureuil conçu selon cette invention est-caractérisé en ce que le rotor, ayant des tôles en excès et moins de masse dans les conducteurs que normalement, peut être déplacé à l'intérieur du stator de telle sorte que,dans la position de démarrage, les tôles en excès sont déplacées vers l'intérieur du stator à une extrémité de ce dernier et en ce que le rotor tourne à faible vitesse, la vi-
<Desc/Clms Page number 4>
tesse étant augmentée en déplaçant le rotor le long de l'axe dans le stator de telle sorte que les tôles en excès se dépla- cent vers l'extérieur du stator, ce qui revient à dire que le rotor est rentré à l'intérieur du stator,
action grâce à laquelle la vitesse est augmentée progressivement jusqu'à ce que la vi- tesse maximum soie atteinte lorsque les tôles en excès sont passées à l'extérieur du stator.
Dans un agencement réalisant l'invention, le rotor peut se déplacer axialement le long de l'arbre dans des paliers appropriés, ou au contraire, le rotor peut être monté sur un manchon pouvant se déplacer axialement le long de l'arbre dans des paliers appropriés.
Une bonne compréhension de l'invention peut être acquise en examinant les dessins ci-joints, qui ne sont que très schématiques et dans lesquels : et
La figure 1 est une vue en élévation latérale/en cou- pe d'un moteur du type cage d'écureuil conçu selon l'invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale et en coupe de la douille ou manchon sur lequel est monté le rotor.
La figure 3 est une vue en élévation et en bout de la douille.
La figure 4 est une vue en élévation latérale et en coupe de l'arbre.
La figure.5 est une vue en élévation et en bout de l'arbre.
La figure 6 est une vue en élévation latérale et en coupe du rotor avec les tôles en excès qui lui sont ajoutées.
La figure 7 est une vue en élévation et en bout du rotor vu de son extrémité normale et montrant la proportion ha- bituelle de barres conductrices.
La figure 8-est une vue en élévation et en bout par- re tielle du rotor vu de l'extrémité et présentant lés tôles en ex- cès et 1'.agencement dés barres conductrices qui sont en nombre réduit.
<Desc/Clms Page number 5>
La figure 9 est une vue en bout de l'arbre de manoeu- vre auquel est appliqué l'effort nécessaire pour déplacer le rotor suivant l'axe à l'intérieur du stator.
Dans les dessins, la référence 10 indique les tôles de l'induit fixe et la référence 11 les bobines de champ, l'en- semble formant le stator.
Le rotor comprend le nombre normal de tôles 12, assem. blées suivant la méthode habituelle, entre des annaux, d'extré- mité 13, plus des tôles supplémentaires 14 et un anneau d'extré- mité supplémentaire 15.
Suivant une méthode normale de travail, le rotor est monté sur une douille 16 s'adaptant sur l'arbre 17 qui est foré axialement en vue de recevoir un arbre de manoeuvre 18, auquel est appliqué l'effort nécessaire au glissement du rotor dans le stator.
Comme les figures l'indiquent, la. douille 16 et l'ar- bre 17 sont fendus longitudinalement afin de recevoir une cla- vette 19 fixée sur l'extrémité intérieure de l'a rbre de commande 18.
Dans les tôles normales 12 est disposé un certain nombre de barres conductrices 20 qui sont en nombre et er.. nasse normaux par rapport aux nombre et masse normaux des tôles '.2.
Les barres conductrices 21disposées dans les tôles supplémentaires, ne totaliseront de préférence pas plus de 25% du nombre et de la masse des barres conductrices dans les tôles normales 12, mais ce rapport peut être modifié pour être supérieur ou inférieur à 25%.
On remarquera, d'après la disposition donnée dans les figures, que lorsque les tôles normales sont'.entièrement engagées dans le stator, comme indiqué à la figure 1, le moteur agira comme un moteur normal du type à cage d'écureuil, mais lorsque le rotor est déplacé vers la droite, amenant ainsi une
<Desc/Clms Page number 6>
partie des tôles normales et de leurs barres conductrices hors du stator et y faisant rentrer progressivement les tôles supplé- mentaires et leurs barres conductrices, les caractéristiques dues à l'agencement suivant la présente invention seront mises en pra- tique...
En réglant la position du rotor dans le stator de telle sorte qu'une partie plus ou moins grande des tôles normales et de leurs barres conductrices, et une partie plus ou moins grande des tôles supplémentaires et de leurs barres conductrices soient introduites dans le stator, on obtient des variations de vitesse et de couple.
On estime que les tôles supplémentaires ont pour effet de repousser le courant induit dans le rotor, permettant la modification de la vitesse et un démarrage sans augmentation de courant ou surchauffe.
On obtient ainsi un excellent modèle de moteur du type à cage d'écureuil, qui allie les avantages du moteur type bobiné, à une variation de vitesse continue et sans palier, ainsi qu'à un contrôle du courant de démarrage, tout en évitant l'em- ploi coûteux de résistances primaires externes.
Les essais ont montré qu'une réduction de 75% du courant de démarrage peut être obtenue en comprenant dans les tôles supplémentaires dés barres conductrices dans la proportion de 25% environ par rapport aux tôles normales, et ceci peut être réalisé de plusieurs manières, notamment en réduisant la surface des barres conductrices entre les anneaux terminaux de telle sor- te que la surface totale de métal conducteur y soit d'environ
25% de celle correspondant aux tôles normales ; soit encore en utilisant dans les tôles supplémentaires un quart du nombre de barres conductrices de la même dimension que celles des tôles normales, comme indiqué dans les figures ; en utilisant un rotor supplémentaire complet sur la même douille que le rotor normal-.
Lorsque la troisième possibilité est employée, le
<Desc/Clms Page number 7>
rotor supplémentaire peut avoir plusieurs systèmes de barres conductrices pour obtenir un meilleur rendement au démarrage, le rotor normal procurant une plus grande efficacité en rotation.
En fonctionnement, les tôles supplémentaires, ou le rotor, sont influencés électriquement ou magnétiquement par le courant du stator, qui est repoussé par les tôles supplémentaires et le manque de barres conductrices dans celles-ci. Lorsque les tôles normales et supplémentaires sont déplacées par rapport à la position normale de fonctionnement, comme indiqué dans la figure 1, un courant régulièrement croissant est utilisé jusqu'à ce que le rotor normal soit complètement sous l'influence du stator, travaillant ensuite comme un moteur à cage d'écureuil normal.
En tant que moteur à vitesse variable, l'agencement de l'invention a des caractéristiques similaires à celles d'un moteur bobiné, qui fournit une vitesse constante pour une charge constante, et des vitesses variables pour des charges variables.
Le moteur de la présente invention a également les caractères d'un moteur à couple moteur élevé, mais fournit un couple réglable, ce qui est un avantage pour certains types de charges brusques et où un démarrage chargé et un fonctionnement sous faible charge sont nécessaires.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention would relate to electric motors, in particular to synchronous or induction motors of the single or polyphase squirrel cage type.
Motors of this kind consist essentially of a rotor and a fixed inductor. In the simplest and most popular type, there is no connection between these two parts.
<Desc / Clms Page number 2>
The operation of an induction motor depends on the magnetic field produced by the passage of an alternating current in the fixed inductor; this field is oscillating or rotating depending on whether the current used is single-phase or polyphase.
The invention will be described below with reference to a polyphase induction motor, the operation of which is due to the production of a rotating field by the polyphase current employed.
This rotating field in space, around the rotor axis, creates induced currents in the latter. The reaction between these induced currents and the rotating field creates a torque which tends to rotate the rotor whether it is stopped or rotating.
The resistance of the rotor is very low and, during operation, excessive heat occurs before the motor manages to pick up speed. A certain starting device is therefore required; may include resistors in the field, an auto-transformer or compensator, or a resistance in the rotor.
Field resistances are inserted in the circuits leading to the field magnets and mechanically arranged so that the resistances are simultaneously modified by the same amount for each phase, the starting resistance being enclosed in a similar suitable box. to a rheostate. It is more economical to insert a variable inductor in the circuit by using an auto-transformer, by means of which the voltage at the ends of the field is reduced by interposing an impedance coil in the supply circuit and alie; nt the motor from variable points of its winding.
Where a resistance is included in the rotor, it is necessary to modify the squirrel cage so that the winding is not shorted by the copper rings
<Desc / Clms Page number 3>
but well, initially, by a resistance mounted directly on the shaft inside the rotor. By operating a lever which comes into contact with a collar, which can move freely along the shaft, the collar moves on the internal resistance grids located in the rotor, thus gradually reducing their value until that they are switched off. However, the method of checking the internal resistance is actually only suitable for small motors because of heating.
In large motors, the external resistors and the rotor inductors are connected through slip rings.
The main object of this invention is to provide for an electric motor of the squirrel cage type, a regularly variable speed and control of the starting current.
Another object of this invention is to obtain a squirrel cage type electric motor capable of starting under low current, and having reliable speed characteristics without making use of external resistors which are expensive in themselves and in the low point of view. view of consumption.
Applying the invention, the advantages of variable speed characteristics and control of the starting current are obtained by an arrangement in which a rotor or armature having more sheets than would normally have is mounted. so that it can be moved relative to the fixed stator or inductor.
A squirrel cage electric motor designed according to this invention is characterized in that the rotor, having excess sheets and less mass in the conductors than normally, can be moved inside the stator so that , in the starting position, the excess sheets are moved inwardly of the stator at one end of the latter and in that the rotor rotates at low speed, the vis-
<Desc / Clms Page number 4>
weight being increased by moving the rotor along the axis in the stator such that the excess sheets move outward from the stator, which is to say that the rotor has retracted inside the stator. stator,
action by which the speed is gradually increased until the maximum speed is reached when the excess sheets are passed outside the stator.
In an arrangement embodying the invention, the rotor can move axially along the shaft in suitable bearings, or on the contrary, the rotor can be mounted on a sleeve capable of moving axially along the shaft in bearings. appropriate.
A good understanding of the invention can be gained by examining the accompanying drawings, which are only very schematic and in which: and
Figure 1 is a side elevational / cutaway view of a squirrel cage type motor designed in accordance with the invention.
Figure 2 is a side elevational view in section of the bush or sleeve on which the rotor is mounted.
FIG. 3 is an elevational and end view of the socket.
Figure 4 is a side elevational view in section of the shaft.
FIG. 5 is an elevational and end view of the shaft.
Figure 6 is a side elevational view in section of the rotor with the excess sheets added thereto.
FIG. 7 is an elevational and end view of the rotor seen from its normal end and showing the usual proportion of conductor bars.
FIG. 8 is a partial end elevational view of the rotor seen from the end and showing the excess sheets and the arrangement of the bus bars which are reduced in number.
<Desc / Clms Page number 5>
FIG. 9 is an end view of the operating shaft to which the force necessary to move the rotor along the axis inside the stator is applied.
In the drawings, reference numeral 10 indicates the sheets of the fixed armature and numeral 11 the field coils, the assembly forming the stator.
The rotor includes the normal number of plates 12, assem. wheat according to the usual method, between rings, end 13, plus additional plates 14 and an additional end ring 15.
According to a normal working method, the rotor is mounted on a sleeve 16 which fits on the shaft 17 which is axially drilled in order to receive an operating shaft 18, to which is applied the force necessary for the sliding of the rotor in the shaft. stator.
As the figures indicate, the. bush 16 and shaft 17 are split longitudinally in order to receive a key 19 fixed to the inner end of control shaft 18.
In the normal sheets 12 is arranged a number of conductive bars 20 which are in number and amount normal to the normal number and mass of the sheets' .2.
The conductor bars 21 disposed in the additional sheets, will preferably not total more than 25% of the number and mass of the conductor bars in the normal sheets 12, but this ratio can be modified to be greater or less than 25%.
It will be noticed from the arrangement given in the figures that when the normal sheets are fully engaged in the stator, as shown in figure 1, the motor will act as a normal motor of the squirrel cage type, but when the rotor is moved to the right, thus causing a
<Desc / Clms Page number 6>
part of the normal sheets and their conducting bars outside the stator and gradually bringing in the additional sheets and their conducting bars therein, the characteristics due to the arrangement according to the present invention will be put into practice ...
By adjusting the position of the rotor in the stator so that a larger or smaller part of the normal sheets and their conductive bars, and a larger or smaller portion of the additional sheets and their conductive bars are introduced into the stator, variations in speed and torque are obtained.
It is believed that the additional sheets have the effect of repelling the induced current in the rotor, allowing the speed to be changed and starting without increasing current or overheating.
An excellent model of the squirrel cage type motor is thus obtained, which combines the advantages of the wound type motor, with a stepless and stepless speed variation, as well as a control of the starting current, while avoiding the costly use of external primary resistors.
Tests have shown that a reduction of 75% of the starting current can be obtained by including in the additional sheets conductive bars in the proportion of about 25% compared to normal sheets, and this can be achieved in several ways, notably by reducing the area of the conductive bars between the terminal rings such that the total area of conductive metal therein is approximately
25% of that corresponding to normal sheets; either again by using in the additional sheets a quarter of the number of conductor bars of the same dimension as those of the normal sheets, as shown in the figures; using an additional complete rotor on the same bushing as the normal rotor.
When the third possibility is used, the
<Desc / Clms Page number 7>
Additional rotor may have multiple busbar systems to achieve better starting efficiency, the normal rotor providing greater rotating efficiency.
In operation, the additional sheets, or the rotor, are electrically or magnetically influenced by the stator current, which is repelled by the additional sheets and the lack of conductor bars in them. When the normal and additional sheets are moved from the normal operating position, as shown in Figure 1, a steadily increasing current is used until the normal rotor is completely under the influence of the stator, then working as a normal squirrel cage motor.
As a variable speed motor, the arrangement of the invention has characteristics similar to those of a wound motor, which provides constant speed for constant load, and variable speeds for variable loads.
The motor of the present invention also has the characteristics of a high torque motor, but provides adjustable torque, which is an advantage for certain types of sudden loads and where loaded starting and low load operation are required.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.