FR2490034A1 - Moteur electrique monophase asynchrone a spires et a deux sens de rotation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES MOTEURS ELECTRIQUES MONOPHASES ASYNCHRONES DU TYPE A SPIRES PERMETTANT D'ASSURER DEUX SENS DE ROTATION. IL COMPREND UN STATOR 1, LE CIRCUIT MAGNETIQUE PRINCIPAL 2, UN ROTOR 3, UN ENSEMBLE DE SPIRES 4 POUR SENS DE ROTATION A, ET UN ENSEMBLE DE SPIRES 5 POUR LE SENS DE ROTATION B. CES SPIRES NE SONT PAS EN COURT-CIRCUIT PERMANENT. LA COMMANDE DE ROTATION EST ASSUREE PAR UN SYSTEME DE COMMUTATION 6, 7, 8, 9. LE MOTEUR PEUT ETRE EQUIPE D'UN FREIN 10, 11, 12, 13 A MASSE MAGNETIQUE 10. PARMI LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES DE L'INVENTION ON PEUT CITER L'ELECTROMENAGER ET LA BUREAUTIQUE.

Description

La presente invention concerne les moteurs electriques asynchrones monophasés à deux sens de rotation.

Dans l'état actuel de la tec@nique nous connaissons des moteurs à deux sens de rotation alimentés en courant continu necessitant inducteurs et induits bobinés,un collecteur et des balais de commutation, les moteurs asynchrones monophasés classiques necessitant une impulsion manuelle du rotor,les motors monophasés à enroulement auxiliaire,les moteurs à condensateurs ou à selfs,ces deux derniers types ayant l'as -pect de moteurs diphasés,le moteur à répulsion.

Dans notre cas il n'y a pas d'enroulement auxiliaire alimenté par le secteur mais des spires voisines aux spires du moteur de Bragaer,toutefois ces spires ne sont pas en court-circuit permanent comme pour le moteur de Fragaer, de plus ce moteur a deux sens de rotation.

La presente invention a été élaborée en 1979 et primitivement déposée sous forme d'enveloppe Soleau enregis -trée sous le numéro 07717 en date du 22/1/1980 auprès de l'I.M.P.I., dont nous reprenons le texte ci-apres.

La présente invention a pour objet de définir un nouveau type de moteur de conception simple.

Le rotor peut être du te que nous voulons,par exem -ple identique au rotor du moteur à spire de Fragaer, du type à cage,ou à aimant permanent,ou aimant alimenté par bobina -ges et bagues et alimentation séparée ou non,ou encore du type bobiné,avec rotor en court-circuit ou non,ou encore tout autre type existant ou non.

Le stator est composé habituellement d'une ou de clusieurs bobines quel que soit le sens d'enroulement en monophasé,et d'un circuit magnetique assurant une ou plusieurs paires de poles.

Le nombre de spires de demarrage par pole peut être variable de une à l'infini.

Nous savons que ce type de moteur assure au demarrage de par ses spires en fil cuivre par exemple ou tout autre métal conducteur, un flux décalé du flux principal et ce afin d'assurer le emarrage.

Lorsque le moteur est accroché au flux principal assu -rf- par le courant d'alimentation alternatif,les spires de démarrage peuvent être coupées. Nous noterons par ailleurs que spires coupées le moteur se comporte corme le moteur monophasé ordinaire ,aujourd 1hui pratiquement abandonné,du type à aimant ou à cage par exem!le,necessitant une action mécanique pour le démarrage.

Le principe de ce type de moteur nouveau peut se résu -mer suivant ce qui suit.Sur un moteur monophasé originel tel que défini precedemment nous placons sur le circuit magnétique une ou plusieurs de démarrage isolées par pole.

Dans le cas de pliieleurs paires de poles,une seule paire de poles seulement pourra être équipée de spires.Une seule spire de démarrage peut être suffisante par pole et par sens de rotation. Pour deux sens de rotation nous aurons donc au minimum deux spires de démarrage,en plus du bobi -nage principal d'induction.

tes spires sont positionnées tel que le precise la
Figure unique : spires 4 pour sens de rotation A et
spires 5 pour sens de rotation B.

Cette figure montre un exemple à deux spires par sens de rotation,le nombre de spire peut varier, par sens de rotation nous pouvons avoir un nombre de spires de demarrage variant de 1 à 10 ou davantage, et ce afin d'obtenir un flux dévié optimal.Ces spires ne sont pas alimentées par le secteur et ne constitue pas uie bobine.

Pour deux sens de rotation,les spires ne sont pas de préference en court-circuit, elles sont ramenées par exemple sur un interrupteur-inverseur OU une boite à relais ou sur une commutation statique, ou encore sur deux boutons-poussoirs ou encore sur tout autre équipement assurant la meme fonc- -tion ou une fonction analogue permettant le parfait fonc -tionnement du moteur.

ttous pouvons encore assurer une action mecamique per -mettent de commuter ou d'introduire une ou plusieurs spires dans le circuit magnetique du moteur et assurant en même temps la mise en court-circuit de celle(s)-ci afin d'assu -rer un bon démarrage.

Toutes les spires peuvent naturellement être montées pour un même pole, individuellement ou en parralele ou encore eventuellement en série. Le montage parallele montré sur la
Figure peut être préféré.

A l'essai d1un moteur ainsi constitué alimenté en 220
Volts, 50 Hertz, absorbant environ 100 milliAmpères, la mesure sur polymetre universel de capacité 5000 Ohms par Volt en alternatif ne donne pas de déviation déterminante de 1' indicateur lors des mesures de tension et de courant sur les spires de déviation de flux, et ce avec un. parfait demarrage du moteur, quel que soit le calibre choisi.

plus notons que pour le démarrage un court-circuit fugitif d'une spire est suffisant. A l'essai nous avons utilisé au titre des spires deux fils de Cuivre en parallele de 1,5 mm2 de section,alors que la section d'origine des spires du moteur de Fragaer modifié pour ces essais était de 6 millimetres carrés. La faiblesse de la section utilisée necessitait une impulsion longue de court-circuitage de la spire pour assurer un parfait demarrage.

Naturellement apres demarrage, nous pouvons utiliser un simple inverseur et laisser la spire considérée pour le sens de rotation choisi, en court-circuit permanent.

A titre documentaire lors des essais nous avons constaté le decrochage du moteur normalement alimenté en 220 Volts avec spires court-circuitées en permanence vers 170 < Tolts,avec spires coupées le décrochage n'apparait que vers 150 éolts. Les caracteristiquessont donc améliorées, et il y a donc avantage à concevoir ce type de moteur avec spire(s) de démarrage qui ne soient pas en court-circuit permanent.

A la limite du décrochage nous avons constaté,les spires du sens de rotation choisi étant en circuit ouvert, que la fermeture des spires du sens de retation inverse avait tendance à faire décroc@er le moteur,et ce à la fermeture du circuit, si le moteur ne decroche pas, circuit spire de rotation inverse fermé, le moteur tourne normale -ment.

@ous notons à la limite du décrochage,spires coupées, un couple plus régulier,mais une puissance plus réduite.

Toutes les valeurs chiffrées données dans cette description sont seulement citées à titre d'exemple.

t'inversioei de sens de rotation peut être associé,par exemple par inverseur a contacts doubles,ou inverseur plus contacts Fugitifs associés,à un ou plusieurs niveaux de @issance du moteur avec par exemple bobinage de puissance à plusieurs enroulements par exemple.A chaque sens de rotation peut donc correspondre plusieurs niveaux de puissance du moteur.Pour le bobinage principal nous pouvons encore avoir me commutation assurant plusieurs paires de poles po un sens de rotation et par exemple une ou deux paires de poles pour le deuxieme sens d rotation.Ceci permet d'obtenir des vitesses differentes pour chaque sens de rotation, s'il y a lieu.

Nous pouvons encore concevoir le morne moteur,avec spire(s) de démarrage en court-circuit permanent à l'arrêt.

A la mise sous tension du bobinage principal inducteur,nou assurons pour le a démarrage l'ouverture des spires du sens opposé à la rotation choisie. Le moteur demarre coté spire(s) court-circuitée(s). Apres le démarrage le circuit pritivement ouvert peut être refermé.

Pour faciliter le changement de sens de rotation nous pouvons installer un frein exerçant son action sur le rotor specialement conçu ou sur l'axe ou sur un organe prédestiné.

Ce frein peut seubler necessaire étant donné l'inertie du roter en rotation à vide.

A moteur non sous tension le frein peut être actif par l'intermédiaire par exemple de garnitures et/ou metaux ferreux ou non ferreux, actionnés par dispositif faisant ressort par exemple, quel que soit son type metallique ou non, ou sous-ensembles pneumatiques ou hydrauliques. Ce frein pour montage optionnel sur le moteur est enipé par exemple d 'une rasse magnetique décalée et/ou désaxée par rapport au eivcuit megnetique principal du moteur. A la mise sous tension la masse magmetique du frein vient coller ou s'aligner sur le eirouit ungnetique principal du moteur.

Le frein est alors dégagé et le retour libéré.

Ce mécanisme de frein peut paraitre necessaire dans le cas de fonctionnement à vide ou sous faiblie charge afin de changer le sens de rotation. Dans le cas de fenctierniement du moteur en charge,son utilité n'est pas absolue.

Ce principe de frein évoqué n'est qu'un des multiples principes d freins,adaptables en option sur ce moteur.

Dans la ligure unique Qui ne constitue qu'un exemple type nous avons le bobinage principal inducteur 1,le circuit magnetique principal 2,le rotor 3 du type que nous voulons,des spires 4 assurant le sens de rotation A, des spires 5 assumant le sens de rotation B.Ces spires de demarrage sont en circuit ouvert permanent sauf pour le de -marrage dans le sens considére Nous rappelons que ces spires de demarrage peuvent être en circuit fermé,nous ouvrons dans ce cas pour le demarrage le circuit opposé au sens de rotation.Nous avons en 6 et 7 les contacts ou inverseur de commande pour l'alimentation du moteur.En 8 et 9 nous avons les contacts fugitifs ou permanents de courtcircuitage des spires de démarrage.Nous avons en 10 la position du frein moteur coupé,avec maintien par systeme de ressort 13,en 11 la masse magnetique est alignée sur le circuit magnetique principal,le frein bascule autour de l'axe 12 et le rotor est libre.Ce principe de frein dessiné n'est naturellement qu'un exemple.Corme pour la forme et conception esthetique du meteur,le frein pourra prendre des aspects et des composants selon les dizaines de principes differents exploitables sur ce moteur.

ta puissance réalisable avec le principe de ce moteur peut aller du milliwatt, on moins,à plusieurs dizaines de kilowatts, ou davantage.

Les applications de ce moteur peuvent être généralisées au petit oloctromenager,aux machines industrielles,aux laboratoires, à l'electronique, à l'automobile, la marine et l'aéronautique, les matériels de bureau. Les applications pue -vent aller d'un batteur/malaxeur à mouvement alternatif pour cuisine, au leve abaisse vitres allimenté en alternetif en automobile, ou encore à la recherche automatique de stations en radiophonie au sol ou embarquée, ou au moteur de lecteur de cassettes ou de magnetophones alimenté en alternatif, ou la machine à ecrire electrique,ou à 1' ouverture et fermeture automatique de portes, ou encore aux osservissements de commande manuelle et aides rgonometriques pour pupitres et armoires industrielles, etc..

Les applications de ce type de moteur sont multiples à chaque fois que nous avons la necessité de quelques watts, à quelques centaines de watts et un double sens de rotation imposé ou optionnel.

Ce type de moteur simple, compact, peut s'imposer sur le marché par son coût le plus réduit et sa fiabilité des moteurs monophasés à double sens de rotation.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Moteur electrique asynchrone monophasé caractérisé par le fait que ce moteur à spires a deux sens de rotation.

2. Moteur selon la revendication 1 caractérisé par la presence d'un rotor quel que soit son type : cage, aimant, etc..

3. Moteur seLOn la revendication 1 caractérise par la présence d d'un sta or quel que soit le nombre de paires de poles, et le nombre d'enroulements composant l'inducteur.

4. Moteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il possède une ou plusieurs spires de démarrage par sens de rotation, soit un minimum de 2 spires par moteur.

5. Moteur selon la revedication I caractérisé par le fait que les spires de démarrage ne sont pas en court ci roui t permanent.

6. joteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait Que le court-eircuitage de la ou des spires appropriées introduit le sens de rot@tion choisi et démarrage du moteur.

7. Moteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les spires peuvent être en court-circuit au repos, mais l'ouverture du circuit d'une ou des spires appropriées i@@@@@@i. le dé@@flage et le sens de rotation qui sera celui correspondant à la ou les spires restées en coart- circuit.

8. Moteur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les puissances pour chaque sens de rotation peuvent être différentes et de par là même la vitesse de rotation et le couple, par la commutation de circuits inducteurs bobines principales differents et/ou nombre de paires de poles differents pour chaque sens de rotation.

9. Retour selon la revendication 1 caractérisé par le frit que ce moteur peut être équipé en option d'un frein automatique ou non, immobilisant le rotor à la coupure du circuit inducteur puissance,et facilitant le changement de sons de rotation, quel que soit le principe adopté peur la construction de ce frein.