Moteur électrique à faible vitesse pour entraînement du plateau porte-disque des machines parlantes et analogues. La présente invention a pour objet un moteur électrique à faible vitesse pour en traînement du plateau porte-disque des ma chines parlantes et analogues. Ce moteur est caractérisé en ce que sur l'arbre du plateau est calé un rotor commun soumis à l'in fluence simultanée de deux stators distincts, dont un est celui d'une machine synchrone et l'autre celui d'un moteur d'induction.
L'avantage de ce moteur est qu'il en traîne directement le plateau portant le dis que phonographique (ou organe équivalent) et que sa vitesse demeure suffisamment cons tante sans qu'il soit nécessaire de lui ad joindre un régulateur de vitesse; en outre, il ne comporte .aucun collecteur et sa construc tion est robuste et économique.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et des variantes de .cette forme d'exécution. Les fig. 1 et 2 concernent la forme d'exé cution et les fig. 3, 4 et 5 les variantes.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 et 2, le rotor du moteur est représenté en 3 (fig. 1) et affecte la forme d'un volant dont le moyeu 12 est fixé sur un arbre vertical 13 qui est maintenu par les paliers 14 .et 15, et qui porte à son extrémité supérieure le pla teau 16 sur lequel est placé le disque de pho nographe. Le rotor se compose d'un disque 4 en métal bon conducteur (cuivre, aluminium, etc.) solidaire d'un plateau 5 en substance ferromagnétique.
Le disque 4 est soumis à l'induction d'un stator 1, en tôle feuilletée, pourvu d'entailles 2; ce stator est disposé près de la périphérie du rotor, ainsi qu'il est vi sible sur la fig. 1, qui en représente une coupe effectuée suivant un plan dont la trace est indiquée en .x-y sur la fig. 2. Pour fixer les idées, on a supposé sur la fig. 2 le nom bre d'entailles 2 égal à quatre, les deux en tailles de rang impair étant remplies par les conducteurs actifs appartenant à une pre mière bobine, et une seconde bobine corres pondant aux entailles de rang pair. On réalise ainsi un ensemble d'enroulements diphasés.
dont l'alimentation par une même source mo- nQphasée peut être assurée comme connu, au moyen d'artifices variés, modifiant la phase relative des courants respectifs dans chacune des deux bobines.
Les courants induits par ce- système- dans le disque 4 provoquent la rotation du rotor 3, le plateau 5 assurant la fermeture du flux magnétique issu du système en question. Pour éviter que la vitesse de rotation ne soit mo difiée sensiblement avec les fluctuations de la tension du réseau d'alimentation, avec les variations du couple de ,frottement exercé par le pick-up, etc., la face inférieure du plateau 5 est munie, près de la périphérie, de dents 6 qui se déplacent devant les dents 7 d'un deuxième stator 8 ,composé d'un noyau eu tôle feuilletée et d'un enroulement 9 excité par le même réseau d'alimentation que l'en semble d'enroulements disposés. sur le stator 1.
On réalise ainsi un alternateur du type dit à réluctance variable, dont l'action s7a- joute. ou s'oppose à celle exercée sur le dis que 4 par l'ensemble 1, 2, suivant que la vi tesse du rotor 3 tend à devenir inférieure ou supérieure. à.. la vitesse de synchronisme du- dit. alternateur.
On conçoit donc qu'en proportionnant Qon- venablement les divers éléments, le disque de phonographe sera maintenu à, cette. vitesse de synchronisme, c'est-à-dire à une vitesse sensiblement constante, la fréquence des ré seaux modernes de distribution à courants al ternatifs ne variant qu'entre des limites très rapprochées. Pour que le fonctionnement ainsi défini soit possible, il faut que la vitesse de synchronisme de l'alternateur soit sensible ment inférieure à la vitesse pour laquelle l'action motrice du stator 1, 2 sur le disque 4 s'annule.
Cet enroulement 1, 2, 4 constitue en réalité un moteur d'induction de faible puissance, tournant à vitesse très réduite, dont le couple est sensiblement proportionnel au glissement; sa puissance utile est ainsi maximum pour un glissement de cinquante pour cent et il y aurait avantage, à ce point de vue, à proportionner les éléments du mo teur, de manière que ce glissement corres ponde à la vitesse de synchronisme;, cependant, l'expérience montre qu'avec une vitesse de régi;
ine ainsi choisie, le couple à l'arrêt exercé par le stator 8 est parfois insuffisant pour assurer le démarrage, lorsque la bobine 9 est elle-même excitée à l'arrêt. On est alors obligé de fermer son circuit d'alimentation une fois seulement le mouvement de rotation amorcé. Cette obligation peut être gênante et conduit en tout .cas à certaines complications dans l'appareillage de commutation. Elle devient inutile à on choisit, pour la vitesse de ré gime, une vitesse correspondant à un glisse ment, moins important du disque 4 par rap port au déplacement du champ magnétique créé par l'ensemble 1, 2.
On démontre, en ef fet, que dans ces conditions, le couple exercé à l'arrêt par cet ensemble est suffisant pour vaincre l'attraction magnétique exercée par les dents 7 sur les dents 6 quand la bobine 9 est excitée. De plus, lorsque la vitesse de synchronisme pour l'alternateur formé par l'ensemble 6, 7, 8, 9 est atteinte, on peut<B>vé-</B> rifier que le couple résistant maximum exercé par cet ensemble demeure suffisamment su périeur au couple exercé par le stator 1, il se produit donc alors un accrochage automa tique,
et on réalise ainsi complètement les con ditions nécessaires pour que la mise en vi tesse du rotor 3 s'opère complètement par la simple fermeture d'un interrupteur qui con trôle les circuits. des enroulements 2 et 9. sans que. l'opérateur ait d'autre man#uvre à effectues.
De toute àçQU, uu glissement de l'ordre de trente pour cent eu: marche normale paraît convenir dans la<B>,</B> majorité. des cas, et il cor respond encore à une: utilisation très satis faisante de l'ensemble. 1, 2, 4, dont la puis sance atteint encore les quatre-vingt-quatre centièmes de la puissance maximum,. et la vi tesse les septante centièmes de la vitesse de synchronisation.
La fig. 3 indique en coupe, comme la fig. 1, une variante suivant laquelle le plan des: tôles qui constituent le stator 8 est. pa rallèle au plateau 5; les dents 6 ,sont alors ménagées sur. la périphérie même- dudit pla teau, qui offre alors l'aspect d'une roue d'en grenage droit.
Pour le reste de l'appareil, tout demeure semblable à la disposition indi quée sur les fig. 1 et 2, les mêmes lettres étant conservées pour désigner les mêmes or ganes. Il en est de même pour la variante re présentée sur la fig. 4, qui ne différe essen tiellement de la forme d'exécution indiquée sur les fig. 1 et 2 qu'en ce qui concerne la forme de la partie active du rotor qui est constituêe cette fois par un anneau 4 entou rant un cylindre 5 en matière ferromagné tique,
l'axe de rotation 13 étant confondu avec l'axe du cylindre.
Suivant la variante de la fig. 5, le dis que 4 en métal bon conducteur des figures précédentes est remplacé par un enroulement à cage d'écureuil 10. Dans ce cas, les en tailles qui contiennent ledit enroulement pourront être en même nombre que celles cor respondant au stator 8, et seront disposées de façon que l'axe de chacune de ces entailles coïncide avec l'axe de chacune des dents 6, comme indiqué sur la figure; -on obtiendra ainsi l'utilisation maximum du fer du ro tor.
Avec cette disposition à cage d'écureuil de la fig. 5, le stator 8 peut être placé éven tuellement du même côté que le stator 1 par rapport au rotor, chacun des stators n'occu pant qu'une partie de la. périphérie totale; le stator 8 agit alors sur les dents 11 qui sé parent les conducteurs 10 de la cage d'écu reuil. Pour éviter que l'action de celle-ci n'affaiblisse les variations de réluctance ainsi produites, il peut être avantageux de eréer des fuites magnétiques, par exemple en disposant les conducteurs 10 au fond d'en tailles de hauteur suffisante.
Sur la fig. 5, le stator 8 assurant la marche synchrone a été représenté sous la forme d'un E dont la bran che centrale possède à son extrémité deux dents 7; cette disposition apparaît comme particulièrement avantageuse, tant au point de vue, de l'efficacité qu'au point de vue de la construction.
Bien entendu, d'autres variantes sont en core possibles. En particulier, on peut- faire agir sur le même rotor plusieurs ensembles tels que 1, 2- et 7, 8, 9 l'importance relative de ces ensembles pouvant varier suivant les cas. En outre, tous les moyens connus peu vent être appliqués à l'ensemble 1, 2 pour réa liser un déplacement aussi régulier que pos sible. du champ magnétique le long de l'en- trefer.
Quant aux enroulements 2 et 9, ils peu vent être couplés ensemble,, soit, en parallèle, soit en série; ce dernier couplage offre l'a vantage de permettre l'emploi d'un fil de dia mètre relativement plus fort, ce qui est évi demment intéressant dans la construction d'un appareil de puissance réduite. En outre, avec le montage en série, il suffit de court- circuiter momentanément l'enroulement 9 pour renforcer le couple exercé par le stator 1, dont l'enroulement 2 supporte alors une tension plus élevée; cette possibilité peut être intéressante pour accélérer le démarrage dans certains cas spéciaux.
Low-speed electric motor for driving the disc holder plate of talking machines and the like. The present invention relates to a low-speed electric motor for dragging the disk-holder plate of talking machines and the like. This motor is characterized in that on the plate shaft is wedged a common rotor subjected to the simultaneous influence of two separate stators, one of which is that of a synchronous machine and the other that of a motor of induction.
The advantage of this motor is that it directly drags the plate carrying the phonographic record (or equivalent organ) from it and that its speed remains sufficiently constant without it being necessary to add a speed regulator; moreover, it has no collector and its construction is robust and economical.
The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention and variants of this embodiment. Figs. 1 and 2 relate to the embodiment and FIGS. 3, 4 and 5 variants.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the motor rotor is shown at 3 (fig. 1) and takes the form of a flywheel, the hub 12 of which is fixed on a vertical shaft 13 which is held by the bearings 14. And 15, and which carries at its upper end, the plate 16 on which the phonograph disc is placed. The rotor consists of a disc 4 made of a good conductive metal (copper, aluminum, etc.) secured to a plate 5 made of a ferromagnetic substance.
The disc 4 is subjected to the induction of a stator 1, made of laminated sheet metal, provided with notches 2; this stator is arranged near the periphery of the rotor, as can be seen in FIG. 1, which shows a section taken along a plane the trace of which is indicated at .x-y in FIG. 2. To fix the ideas, we have assumed in fig. 2 the number of notches 2 equal to four, the two in sizes of odd rank being filled by the active conductors belonging to a first coil, and a second coil corresponding to the notches of even rank. A set of two-phase windings is thus produced.
the supply of which by the same single-phase source can be ensured, as known, by means of various devices, modifying the relative phase of the respective currents in each of the two coils.
The currents induced by this system in the disc 4 cause the rotation of the rotor 3, the plate 5 ensuring the closure of the magnetic flux coming from the system in question. To prevent the speed of rotation from being changed appreciably with fluctuations in the voltage of the supply network, with variations in the friction torque exerted by the pick-up, etc., the underside of the plate 5 is provided with , near the periphery, of teeth 6 which move in front of the teeth 7 of a second stator 8, composed of a core made of laminated sheet and of a winding 9 excited by the same power supply network as the whole of windings arranged. on the stator 1.
An alternator of the so-called variable reluctance type is thus produced, the action of which is added. or is opposed to that exerted on the said 4 by the assembly 1, 2, depending on whether the speed of the rotor 3 tends to become lower or higher. at .. the said synchronism speed. alternator.
It will therefore be understood that by proportioning the various elements appropriately, the phonograph disc will be maintained at this. speed of synchronism, that is to say at a substantially constant speed, the frequency of modern distribution networks with alternating currents varying only between very close limits. For the operation thus defined to be possible, it is necessary that the synchronous speed of the alternator is appreciably lower than the speed at which the driving action of the stator 1, 2 on the disc 4 is canceled.
This winding 1, 2, 4 in reality constitutes a low-power induction motor, rotating at very low speed, the torque of which is substantially proportional to the slip; its useful power is thus maximum for a slip of fifty percent and it would be advantageous, from this point of view, to proportion the elements of the motor, so that this slip corresponds to the speed of synchronism ;, however, l experience shows that with a speed of control;
Ine thus chosen, the stopping torque exerted by the stator 8 is sometimes insufficient to ensure starting, when the coil 9 is itself energized when stopping. One is then obliged to close its supply circuit only once the rotational movement has started. This obligation can be troublesome and in any case leads to certain complications in the switchgear. It becomes unnecessary when a speed corresponding to a less important slip of the disc 4 is chosen for the speed of revs compared to the displacement of the magnetic field created by the assembly 1, 2.
It is shown, in fact, that under these conditions, the torque exerted at standstill by this assembly is sufficient to overcome the magnetic attraction exerted by the teeth 7 on the teeth 6 when the coil 9 is energized. In addition, when the speed of synchronism for the alternator formed by the assembly 6, 7, 8, 9 is reached, it is possible to check that the maximum resistive torque exerted by this assembly remains sufficiently greater than the torque exerted by stator 1, then an automatic latching occurs,
and the necessary conditions are thus completely achieved so that the setting in speed of the rotor 3 takes place completely by the simple closing of a switch which controls the circuits. windings 2 and 9. without that. the operator has other maneuver to perform.
Anyway, a slippage of the order of thirty percent in the normal course seems to be appropriate in the <B>, </B> majority. cases, and it still corresponds to one: very satisfactory use of the whole. 1, 2, 4, the power of which still reaches eighty-four hundredths of the maximum power ,. and the speed seventy hundredths of the synchronization speed.
Fig. 3 indicates in section, as in FIG. 1, a variant according to which the plane of the sheets which constitute the stator 8 is. pa rallies to board 5; the teeth 6 are then provided on. the very periphery of said plate, which then offers the appearance of a right-grained wheel.
For the rest of the device, everything remains similar to the arrangement shown in figs. 1 and 2, the same letters being kept to designate the same bodies. The same is true for the variant shown in FIG. 4, which does not differ substantially from the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 as regards the shape of the active part of the rotor which this time consists of a ring 4 surrounding a cylinder 5 of ferromagnetic material,
the axis of rotation 13 being coincident with the axis of the cylinder.
According to the variant of FIG. 5, the saying 4 made of metal that is a good conductor of the preceding figures is replaced by a squirrel cage winding 10. In this case, the sizes which contain said winding may be the same number as those corresponding to the stator 8, and will be arranged so that the axis of each of these notches coincides with the axis of each of the teeth 6, as shown in the figure; -we will thus obtain the maximum use of the iron of the ro tor.
With this squirrel cage arrangement of FIG. 5, the stator 8 can possibly be placed on the same side as the stator 1 with respect to the rotor, each of the stators occupying only part of the. total periphery; the stator 8 then acts on the teeth 11 which separate the conductors 10 from the squirrel cage. To prevent the action of the latter from weakening the variations in reluctance thus produced, it may be advantageous to create magnetic leaks, for example by placing the conductors 10 at the bottom in sizes of sufficient height.
In fig. 5, the stator 8 ensuring synchronous operation has been shown in the form of an E whose central branch has at its end two teeth 7; this arrangement appears to be particularly advantageous, both from the point of view of efficiency and from the point of view of construction.
Of course, other variations are still possible. In particular, it is possible to make several assemblies such as 1, 2- and 7, 8, 9 act on the same rotor, the relative importance of these assemblies which may vary depending on the case. In addition, all known means can be applied to the assembly 1, 2 to achieve a movement as regular as possible. of the magnetic field along hell.
As for the windings 2 and 9, they can wind be coupled together, either in parallel or in series; this latter coupling offers the advantage of allowing the use of a wire of relatively stronger diameter, which is obviously advantageous in the construction of a device of reduced power. In addition, with the series connection, it suffices to momentarily short-circuit the winding 9 to reinforce the torque exerted by the stator 1, whose winding 2 then supports a higher voltage; this possibility can be interesting to speed up the start in certain special cases.