Démarreur de moteur électrique alternatif asynchrone. L'objet de l'invention est un démarreur de moteur électrique alternatif asynchrone.
Il comporte, comme d'autres démarreurs connus de moteurs électriques alternatifs asyn chrones, des résistances insérées à demeure dans le circuit de l'induit, avec lequel elles tournent, subdivisées chacune en au moins une section et destinées à être court-circui tées simultanément lors du démarrage du moteur, sous l'action de la force centrifuge.
Mais il s'en distingue en ce que le court- circuitage des sections correspondantes des diverses résistances a lieu au moyen d'une pièce conductrice mobile massive pouvant se déplacer autour d'un axe qui est parallèle à celui de l'arbre du moteur et ayant une dis position asymétrique de façon à tourner au tour de cet axe sous l'action de la force centrifuge malgré l'opposition d'an ressort, pour venir occuper, dès que la vitesse du moteur atteint une valeur donnée, une posi tion à laquelle elle réunit des contacts reliés aux sections correspondantes des diverses ré sistances: la pièce mobile frottant sur les contacts an moment où elle arrive à cette position.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du démar reur, appliquée à un moteur asynchrone tri phasé à induit en court-circuit.
La fig. 1 est une coupe axiale verticale partielle du moteur; La fig. 2 est une vue de face de cette forme d'exécution; Les fig. 3 et 4 sont des coupes de détail, faites à grande échelle suivant les lignes A-B, C-D de la fig. 2 ; La fig. 5 est nu schéma des connexions électriques de cette forme d'exécution.
L'arbre a du rotor b du moteur tourne dans des paliers c portés par des flasques d fixés au stator e. Sur lui sont fixées deux douilles métalliques<I>f y</I> par des vis<I>h</I> i. L'une des douilles f supporte des résistances j enroulées en forme d'anneaux, maintenues entre des flasques k, divisées chacune en trois sections et reliées chacune par un conducteur à l'un de leurs bouts, à l'une des extrémités de l'une des branches b' b2 b3 de l'enroule ment du rotor b, bobiné en étoile.
Comme la fig. 5 le montre, les autres extrémités de ces branches sont réunies en un point com- mun b', tandis que les autres Louts des ré sistances j sont également en relation les unes avec les autres par des conducteurs x. De la seconde.
douille g, est solidaire un plateau métallique in, portant trois groupes de contacts, comprenant chacun trois contacts isolés W n2 7a3 01 0' 03 p1 p2 p3;
aux contacts du premier groupe sont connectés des points intermédiaires j 1 j 2 j 3 correspondants des trois résistances, à ceux du second groupe d'autres points intermédiaires j' <I>j 5 j 3 de</I> ces résistances, à ceux du dernier groupe les extrémités j' <B><I>j</I></B> l' j 9 des branches b1 b- b3 de l'enroulement du rotor b. Si donc oit réunit successivement les divers contacts des dif férents groupes, en partant du premier pour arriver au dernier, on diminue par échelon la valeur des résistances intercalées dans le cir cuit de l'induit.
La réunion des contacts de chaque groupe a lieu de la façon suivante: Au centre du cercle qui passe par leurs axes géométriques se trouve une cheville métallique q traversant, avec un jeu notable, une ouverture d'une étoile métallique r, présentant trois branches <I>r'</I> r2 r3, destinées à venir simultanément toucher des calottes sphériques, par lesquelles les contacts se terminent sur la face ex térieure du plateau ait. Les trois branches, comme les trois contacts,
sont équidistantes, mais l'une d'elles, r3, est notablement plus longue que les autres; à son extrémité libre est fixé l'un des bouts d'tin ressort hélicoïdal s qui est disposé autour de la cheville q et dont l'autre bout. est enfilé dans une ouver ture < l'une tourelle crénelée ?.i, pouvant à la fois coulisser et tourner sur q; celle-ci est traversée par une cheville v logée dans deux créneaux diamétralement opposés de la tou relle u; en faisant varier la paire de créneaux où est logée la cheville v, oit modifie la tension du ressort s.
Celui-ci tend à. main tenir la longue branche r3 en contact avec la douille g, à une position telle que l'étoile r ne réunisse pas les trois contacts correspon dants.
La branche r3 de l'étoile r du groupe hl M2 >a3 est munie à son extrémité. libre de deux masselottes s\-métriques j,4 d'un poids assez grand: celle de l'étoile r du groupe <I>0' 02</I> 03 de deux masselottes symétriques rI d'un poids plus faible; enfin celle de l'étoile r du groupe<I>pl</I> p2 p3 uniquement d'une vis r' servant à fixer le bout du ressort s.
De cette disposition résulte que la branche r-3 de l'étoiler du premier groupe se déplace vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge pour une vitesse du rotor plus faible que les branches r3 des étoiles des groupes<I>o'</I> o2 o3 et p1 p' p3 et la branche r3 de l'étoile r du second groupe pour une vitesse plus faible que la branche r3 de l'étoile du dernier groupe.
Ces déplacements sont limités par des chevilles taquets iii por tées par le plateau<I>an.</I> Les tensions des divers ressorts s sont choisies de manière que ces déplacements vers l'extérieur aient lieu fran chement, c'est-à-dire que les étoiles r ne puis sent demeurer à des positions intermédiaires si les vitesses voulues sont atteintes.
Les branches des étoiles r présentent du côté ou elles viennent en prise avec les con tacts correspondants des biseaux r' ou r8 (fig. 3 et 4) qui occupent une partie de.
leur longueur ou toute celle-ci et qui leur per mettent de passer plus facilement sur ces coiltacts. Comme chaque étoile r.<B>, grâce</B> ail jeu donné sur la cheville ç, est libre d'oscil ler sur cette cheville cl d'une certaine quan tité perpendiculairement à son plan, on est sûr que les trois branches r1 7,2 <I>r3</I> reposeront bien simultanément sur les trois contacts du groupe sous l'action du ressort s. travaillant non seulement à la torsion, mais encore à la compression.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: Lorsque le moteur est au repos, les trois ressorts s maintiennent les trois étoiles r à des positions telles que les longues branches r <I>3</I> appuient sur la douille f et qu'aucune des branches de ces étoiles ne touche le contact correspondant:
ce sont les positions que montre la fig. 2 pour les étoiles r des groupes o' o2 o3 <I>pl</I> p2 p3. Les résistances<I>j</I> entières sont en circuit avec les trois branches b1 b2 b3 de l'enroulement du rotor b. Il en est de même au moment oii on ferme le circuit du stator et où le rotor b se met à tourner.
A l'instant, par contre, oit le rotor b atteint une vitesse donnée, par exemple 850 tours/minnte, la force centrifuge agissant sur la branche r3 de l'étoile du groupe @a'-nz-n3 est assez forte pour surmonter l'opposition du ressort s et amener cette branche contre la cheville-taquet w à la posi tion indiquée à. la<B>fi-.</B> 2:
les trois branches ).l ).2 î3 réunissent les trois contacts n1 IM n'i et la résistance en circuit dans chaque branche du rotor est diminuée de la valeur correspon dant à une section.
La vitesse augmentant encore, il arrive un moment oii elle est égale à une seconde valeur donnée, par exemple <B>1100</B> tours/ininute, pour laquelle l'étoile 7 du groupe ol-o=-o'' relie les trois contacts de celui-ci et diminue encore de la valeur d'une section la résistance insérée dans chaque branche b1 bl b3 du rotor b.
Quand enfin celui-ci prend nue vitesse donnée supérieure aux deux précédentes et égale, par exemple, à 1350 tours;!niiiiute, la branche r3 de l'étoile @- du troisième groupe lil-p@2-p@3 vient toucher la cheville-taquet îc, les trois contacts de ce groupe sont réunis et les résistances j sont totalement court-circuitées dans l'enroulciiient de l'induit.
Le démarrage s'achève ensuite et le moteur prend sa vitesse de régime.
Il existe déjà des démarreurs automatiques de moteurs électriques alternatifs asynchrones, dans lesquels la mise progressive en court- circuit des résistances intercalées à demeure dans l'enroulement du rotor a lieu par l'ac tion de la force centrifuge.
Dans certains, cette mise hors circuit est obtenue au moyen de balais qui viennent s'appliquer toujours an même endroit sur < les contacts salis se déplacer sur ceux-ci au moment oit ils les touchent; dans d'antres, des masselottes con ductrices retenues par des ressorts viennent se loger, toujours an même endroit, dans des pièces destinées à les recevoir.
La forme d'exécution décrite présente sur ces démarreurs connus les avantages suivants : Les étoiles mobiles 7, sont de construction plus simple que celle de balais; lorsqu'elles viennent toucher les contacts; elles ne s'appliquent pas simplement sur eux sans effectuer ensuite aucun mouvement; au contraire, elles se meuvent en contact . avec eux et nettoient ainsi par frottement les surfaces en contact; enfin grâce au jeu de ces étoiles sur leurs chevilles, on est sûr qu'elles touchent bien simultanément les trois contacts voulus.
Les résistances peuvent être subdivisées autrement qu'en trois sections, le nombre des contacts des groupes variant de façon cor respondante.
Le moteur électrique alternatif asynchrone auquel le démarreur est appliqué, peut. ne pas être uni moteur triphasé.
Asynchronous AC electric motor starter. The object of the invention is an asynchronous AC electric motor starter.
It comprises, like other known starters of asynchronous reciprocating electric motors, resistors permanently inserted in the circuit of the armature, with which they rotate, each subdivided into at least one section and intended to be short-circuited simultaneously. when starting the engine, under the action of centrifugal force.
But it differs from it in that the short-circuiting of the corresponding sections of the various resistors takes place by means of a massive movable conductive part which can move around an axis which is parallel to that of the motor shaft and having an asymmetric position so as to rotate around this axis under the action of centrifugal force despite the opposition of a spring, to come to occupy, as soon as the speed of the motor reaches a given value, a position at which it brings together contacts connected to the corresponding sections of the various resistors: the moving part rubbing against the contacts when it reaches this position.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the starter, applied to a three-phase asynchronous motor with armature in short-circuit.
Fig. 1 is a partial vertical axial section of the engine; Fig. 2 is a front view of this embodiment; Figs. 3 and 4 are detail sections, made on a large scale along lines A-B, C-D of fig. 2; Fig. 5 is a diagram of the electrical connections of this embodiment.
The shaft a of the rotor b of the motor rotates in bearings c carried by flanges d fixed to the stator e. On it are fixed two metal sockets <I> f y </I> by screws <I> h </I> i. One of the sockets f supports resistors j wound in the form of rings, held between flanges k, each divided into three sections and each connected by a conductor at one of their ends, at one end of the 'one of the branches b' b2 b3 of the winding of rotor b, star-wound.
As in fig. 5 shows, the other ends of these branches are joined at a common point b ', while the other Louts of the resistors j are also in relation to each other by conductors x. Of the second.
socket g, is integral with a metal plate in, carrying three groups of contacts, each comprising three insulated contacts W n2 7a3 01 0 '03 p1 p2 p3;
to the contacts of the first group are connected intermediate points j 1 j 2 j 3 corresponding to the three resistors, to those of the second group other intermediate points j '<I> j 5 j 3 of </I> these resistors, to those of the last group the ends j '<B><I>j</I> </B> l' j 9 of the branches b1 b- b3 of the rotor winding b. If, therefore, it unites successively the various contacts of the different groups, starting from the first to arrive at the last, the value of the resistances inserted in the circuit of the armature is reduced by step.
The reunion of the contacts of each group takes place as follows: In the center of the circle which passes through their geometrical axes is a metal peg q crossing, with a notable clearance, an opening of a metal star r, presenting three branches < I> r '</I> r2 r3, intended to come simultaneously to touch spherical caps, through which the contacts end on the outer face of the plate a. The three branches, like the three contacts,
are equidistant, but one of them, r3, is notably longer than the others; at its free end is fixed one of the ends of a helical spring s which is arranged around the ankle q and the other end of which. is threaded through an opening <the crenellated turret? .i, which can both slide and turn on q; this is crossed by an ankle v housed in two diametrically opposed slots of the turret u; by varying the pair of crenellations where the peg v is housed, it modifies the tension of the spring s.
This one tends to. hand hold the long branch r3 in contact with the socket g, in a position such that the star r does not join the three corresponding contacts.
The branch r3 of the star r of the group hl M2> a3 is provided at its end. free of two s \ -metric weights j, 4 of a fairly large weight: that of star r of group <I> 0 '02 </I> 03 of two symmetrical weights rI of less weight; finally that of the star r of the group <I> pl </I> p2 p3 only with a screw r 'used to fix the end of the spring s.
From this arrangement results that the branch r-3 of the star of the first group moves outwards under the action of centrifugal force for a lower rotor speed than the branches r3 of the stars of the groups <I> o '</I> o2 o3 and p1 p' p3 and the r3 branch of the star r of the second group for a slower speed than the r3 branch of the star of the last group.
These displacements are limited by cleat pegs iii carried by the plate <I> an. </I> The tensions of the various springs are chosen so that these displacements towards the outside take place frankly, that is to say - to say that the stars r cannot feel they remain at intermediate positions if the desired speeds are reached.
The branches of the stars r present on the side where they come into engagement with the corresponding contacts bevels r 'or r8 (fig. 3 and 4) which occupy a part of.
their length or all thereof and which allow them to pass more easily over these coiltacts. As each star r. <B>, thanks </B> to the play given on the peg ç, is free to oscillate on this peg key by a certain amount perpendicular to its plane, we are sure that the three branches r1 7,2 <I> r3 </I> will rest simultaneously on the three contacts of the group under the action of the spring s. working not only in torsion, but also in compression.
The operation of this form of execution is as follows: When the engine is at rest, the three springs s keep the three stars r in positions such that the long branches r <I> 3 </I> press on the socket f and that none of the branches of these stars touch the corresponding contact:
these are the positions shown in fig. 2 for the stars r of groups o 'o2 o3 <I> pl </I> p2 p3. The entire <I> j </I> resistors are in circuit with the three branches b1 b2 b3 of the winding of the rotor b. It is the same when the stator circuit is closed and the rotor b starts to rotate.
At the instant, on the other hand, when the rotor b reaches a given speed, for example 850 revolutions / minute, the centrifugal force acting on the branch r3 of the star of the group @ a'-nz-n3 is strong enough to overcome the opposition of the spring s and bring this branch against the pin-cleat w to the position indicated at. the <B> fi-. </B> 2:
the three branches) .l) .2 î3 unite the three contacts n1 IM n'i and the in-circuit resistance in each branch of the rotor is reduced by the value corresponding to a section.
As the speed increases further, there comes a time when it equals a second given value, for example <B> 1100 </B> revolutions / ininute, for which the star 7 of the group ol-o = -o '' connects the three contacts of the latter and further reduces by the value of one section the resistance inserted in each branch b1 bl b3 of rotor b.
When finally this one takes a given speed higher than the two preceding and equal, for example, to 1350 revolutions;! Niiiiute, the branch r3 of the star @ - of the third group lil-p @ 2-p @ 3 comes to touch the peg-cleat îc, the three contacts of this group are joined together and the resistors j are totally short-circuited in the winding of the armature.
Starting is then completed and the engine assumes its operating speed.
There are already automatic starters of asynchronous reciprocating electric motors, in which the progressive short-circuiting of the resistors permanently inserted in the rotor winding takes place by the action of centrifugal force.
In some, this disconnection is obtained by means of brushes which are always applied in the same place on <the soiled contacts to move on these at the moment when they touch them; in others, conductive weights retained by springs are lodged, always in the same place, in parts intended to receive them.
The embodiment described has the following advantages over these known starters: The moving stars 7 are of simpler construction than that of brushes; when they come to touch the contacts; they do not simply apply to them without then performing any movement; on the contrary, they move in contact. with them and thus clean the surfaces in contact by friction; finally, thanks to the play of these stars on their ankles, we are sure that they are simultaneously touching the three desired contacts.
The resistors can be subdivided other than into three sections, the number of contacts of the groups varying correspondingly.
The asynchronous AC electric motor to which the starter is applied, can. not be a three-phase motor.