FR2545292A1 - Self starting reversible synchronous miniature motor - Google Patents

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FR2545292A1
FR2545292A1 FR8406572A FR8406572A FR2545292A1 FR 2545292 A1 FR2545292 A1 FR 2545292A1 FR 8406572 A FR8406572 A FR 8406572A FR 8406572 A FR8406572 A FR 8406572A FR 2545292 A1 FR2545292 A1 FR 2545292A1
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rotor
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Hubert Lechner
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets

Abstract

A self-starting reversible miniature synchronous motor has a permanent magnet rotor and a stator with a main and an auxiliary phase winding of the same electrical resistance. The auxiliary winding lies in parallel or in series to a capacitor. The rotor consists of high-energy low-remanence magnetic material. At the stalling torque with nominal supply voltage, the ohmic resistance of each stator winding equals max. 80% of its reactive resistance.

Description

La présente invention se rapporte à un petit moteur électrique synchrone réversible b démarrage automatique, comportant un rotor a magnétisation permanente et un stator dont l'enroulement se compose d'un brin principal et d'un brin auxiliaire présentant tous deux des valeurs résistives électriques appronimetivement égales, le brin auxiliaire étant branché en parallele ou en série avec un condensateur de de service. The present invention relates to a small synchronous electric motor reversible b automatic start, comprising a rotor with permanent magnetization and a stator whose winding consists of a main strand and an auxiliary strand both having electrical resistive values appronimetrically equal, the auxiliary strand being connected in parallel or in series with a service capacitor.

D'après le manuel Valvo intitulé "Motoren", novembre 1976, pages 23 a 29, on connaît la réalisation électrique et le mode de fonctionnement d un petit moteur synchrone réversible doté d'un rotor à magnétisation permanente consistant en un matériau magnétique de faible énergie. According to the Valvo manual entitled "Motoren", November 1976, pages 23 to 29, we know the electrical design and the operating mode of a small reversible synchronous motor provided with a rotor with permanent magnetization consisting of a weak magnetic material. energy.

Ce petit moteur synchrone tourne toujours dans le même sens indépendamment de la valeur de la tension d' d'alimentation et de la charge. Son rendement est toutefois limité a 509 au maximum et il ne peut pas non plus excéder cette valeur par un renforcement de l'excitation. En revanche, les variations de vitesse angulaire augmentent au fur et a mesure que l'excitation croit. This small synchronous motor always turns in the same direction regardless of the value of the supply voltage and the load. Its yield is however limited to a maximum of 509 and it also cannot exceed this value by strengthening the excitation. On the other hand, the variations in angular velocity increase as the excitation increases.

L'invention a par conséquent pour objet de dimensionner un petit moteur synchrone réversible, de telle sorte que le rendement augmente toujours lorsque l'excitation croît et que les variations de vitesse angulaire diminuent au moins lorsque ce petit moteur synchrone est chargé. The object of the invention is therefore to dimension a small reversible synchronous motor, so that the efficiency always increases when the excitation increases and that the variations in angular speed decrease at least when this small synchronous motor is loaded.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le rotor consiste en un matériau magnétique de grande énergie et de faible rémanence et que, en cas de charge d'inversion et en présence de la tension nominale d'alimentation, la résistance effective de chaque brin statorique est au maximum égale d > 80% de l'inductance de ce brin. In accordance with the invention, this object is achieved by the fact that the rotor consists of a magnetic material of high energy and of low remanence and that, in the event of an inversion load and in the presence of the nominal supply voltage, the effective resistance of each stator strand is at most equal d> 80% of the inductance of this strand.

L'invention va â présent être décrite plus en détail a titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une représentation schématique d'un petit moteur synchrone réversible
la figure 2 est un schéma électrique équivalent de ce petit moteur synchrone
la figure 3 est un diagramme vectoriel des tensions et des intensités à l'intérieur dF-un petit moteur synchrone dont le rotor consiste en un matériau magnétique de faible énergie
la figure 4 illustre des courbes caractéristiques du rendement, des variations de vitesse angulaire et du rapport résistance effective/inductance d'un brin statorique du petit moteur synchrone dont le rotor consiste en un matériau magnétique de faible énergie
la figure 5 est un diagramme vectoriel des tensions et des intensités dans un petit moteur synchrone dont le rotor consiste en un matériau magnétique de grande énergie et
la ligure 6 montre des courbes caractéristiques du rendement, des variations de vitesse angulaire et du rapport résistance effective inductance d'un brin statorique du petit moteur synchrone dont le rotor consiste en un matériau magnétique de grande énergie
Sur toutes les figures des dessins, les mêmes références numériques désignent des éléments identiques.
The invention will now be described in more detail by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which
Figure 1 is a schematic representation of a small reversible synchronous motor
Figure 2 is an equivalent electrical diagram of this small synchronous motor
FIG. 3 is a vector diagram of the voltages and intensities inside dF-a small synchronous motor whose rotor consists of a magnetic material of low energy
FIG. 4 illustrates characteristic curves of the efficiency, variations of angular speed and of the effective resistance / inductance ratio of a stator strand of the small synchronous motor whose rotor consists of a low energy magnetic material
FIG. 5 is a vector diagram of the voltages and intensities in a small synchronous motor whose rotor consists of a magnetic material of high energy and
Fig. 6 shows characteristic curves of the efficiency, variations in angular speed and the effective resistance-inductance ratio of a stator strand of the small synchronous motor whose rotor consists of a high-energy magnetic material
In all the figures of the drawings, the same reference numerals designate identical elements.

Conformément à la figure 1, le petit moteur synchrone réversible se compose d'un stator 1 dont l'enroulement comprend deux brins statoriques (un brin principal 2 et un brin auxiliaire 3), ainsi que d'un rotor 4 a magnétisation permanente. En vue de simplifier le dessin, on a admis que le rotor 4 possède seulement des polies N et S. Les considérations qui suivent s'appliquent naturellement aussi à un rotor 4 comportant plusieurs paires de pâles.  In accordance with FIG. 1, the small reversible synchronous motor consists of a stator 1, the winding of which comprises two stator strands (a main strand 2 and an auxiliary strand 3), as well as a rotor 4 with permanent magnetization. In order to simplify the drawing, it has been admitted that the rotor 4 has only N and S polishes. The following considerations naturally also apply to a rotor 4 comprising several pairs of blades.

On sait qu'un tel petit moteur synchrone peut être utilisé avec un montage en parallèle ou un montage en série des deux brins de son stator.  We know that such a small synchronous motor can be used with a parallel connection or a series connection of the two strands of its stator.

Sur la figure 1, on a considéré le cas d'un montage en parallèle, c'est-à-dire qu'un condensateur de service
C est branché en série avec le brin auxiliaire 3, puis ce branchement en série est ensuite monté en parallèle au brin principal 2. te montage en parallèle ainsi consti tué est alimenté, par l'intermédiaire d'un contact d'enclenchement 5, par une source d'alimentation 6 délivrant une tension alternative UN
Dans le montage en série non représenté, le condensa teur-de service C serait branché an parallèle au brin auxiliaire 3 à l'aide du contact à , d'enclenchement 5 et ce branchement en parallèle serait raccordé an série au brin principal 2. Le montage en série ainsi formé serait directement alimenté par la source d'alimentation 6
Sur toutes les figures des dessins examinées ci-après, il s'agira toujours d'un montage an parallèle.
In FIG. 1, the case of a parallel assembly has been considered, that is to say a service capacitor
C is connected in series with the auxiliary strand 3, then this series connection is then mounted in parallel with the main strand 2. The parallel mounting thus constituted is supplied, via an engagement contact 5, by a power source 6 delivering an alternating voltage UN
In the series connection, not shown, the service condenser C would be connected in parallel to the auxiliary strand 3 by means of the contact to, engagement 5 and this parallel connection would be connected in series to the main strand 2. The series connection thus formed would be directly supplied by the power source 6
In all the figures of the drawings examined below, it will always be a parallel assembly.

Les deux brins statoriques 2 et 3 sont des enroulements massifs et se trouvent dans deux groupes statoriques identiques décalés électriquement de 90 . Les brins principal et auxiliaire engendrent des champs magnétiques alternatifs qui accusent un décalage de phase dans le temps et un décalage d'angle dans l'espace, et dont les effets qu'ils exercent sur le rotor se conjuguent pour former un champ tournant. Ainsi, le rotor 4 démarre automatiquement et tourne dans une direction prédéterminée. The two stator strands 2 and 3 are massive windings and are in two identical stator groups electrically offset by 90. The main and auxiliary strands generate alternating magnetic fields which show a phase shift in time and an angle shift in space, and the effects of which they exert on the rotor combine to form a rotating field. Thus, the rotor 4 starts automatically and rotates in a predetermined direction.

Le contact d'enclenchement 5 est réalisé sous la forme d'un commutateur. Il sert seulement à intervertir les rôles joués par le brin principal 2 et le brin auxiliaire 3, et donc à inverser le sens de rotation du petit moteur synchrone, du fait que l'un et l'autre des pâles du condensateur C sont alternativement reliés directement à la source d'alimentation 6. The closing contact 5 is made in the form of a switch. It only serves to invert the roles played by the main strand 2 and the auxiliary strand 3, and therefore to reverse the direction of rotation of the small synchronous motor, since the one and the other of the blades of the capacitor C are alternately connected directly to the power source 6.

La figure 2 illustre'le schéma équivalent du petit moteur synchrone selon la figure 1. L'indice 2 designe toutes les grandeurs électriques du brin principal 2 et l'indice 3 s'applique à celles du brin auxiliaire 3. La réactance inductive principale X'2 ou X'3 de chacun des brins statoriques respectifs est branchée en série avec sa tension d'excitation UE2 ou UE3' , puis le montage en série ainsi obtenu est branché en parallèle avec la résistance respective RFe2 ou RFe3 à pertes dans le fer du brin statorique considéré. Le montage en parallèle ainsi obtenu est à son tour branché en série avec le montage en série de la résistance effective R2 ou R3 et de la réactance inductive de dispersion X"2 ou X"3 du brin statorique considéré.  FIG. 2 illustrates the equivalent diagram of the small synchronous motor according to FIG. 1. The index 2 designates all the electrical quantities of the main strand 2 and the index 3 applies to those of the auxiliary strand 3. The main inductive reactance X '2 or X'3 of each of the respective stator strands is connected in series with its excitation voltage UE2 or UE3', then the series connection thus obtained is connected in parallel with the respective resistance RFe2 or RFe3 with losses in the iron of the stator strand considered. The parallel circuit thus obtained is in turn connected in series with the circuit in series of the effective resistance R2 or R3 and of the inductive dispersion reactance X "2 or X" 3 of the stator strand considered.

On admettra ci-aprds que les pertes dans le fer des deux brins statoriques sont négligemment petites, c'est-adire que RFe2 = RFe3 = @, Dans ce cas, les résistances à pertes dans le fer peuvent être supprimées de la représen- tation selon la figure 2, c'est pourquoi elles sont seulement illustrées par des pointillés sur cette figure. La réactance inductive principale X'2 ou X'3 et la réactance inductive de dispersion X"2 ou X"3 de chacun des brins statoriques respectifs sont alors directement branchées en série, ce qui donne
X2 = X'2 + X"2 et
X3 = X'3 + X"3'
Où X2 ou X3 désigne respectivement l'inductance totale du brin statorique considéré.
It will be admitted below that the losses in the iron of the two stator strands are negligently small, that is to say that RFe2 = RFe3 = @, In this case, the resistances at losses in the iron can be removed from the representation according to Figure 2, this is why they are only illustrated by dotted lines in this figure. The main inductive reactance X'2 or X'3 and the inductive dispersion reactance X "2 or X" 3 of each of the respective stator strands are then directly connected in series, which gives
X2 = X'2 + X "2 and
X3 = X'3 + X "3 '
Where X2 or X3 respectively denotes the total inductance of the stator strand considered.

Etant donné que les deux brins statoriques sont géné- ralement de réalisations identiques, ils possèdent tous deux des valeurs résistives approximativement égales, ce qui donne en plus
X2 X3
R2 = R3 = R et
UE2 = UE3 Us
Le rapport résistance effective/inductance d'un brin statorique est alors R/X. Les diagrammes vectoriels des figures 3 et 5 s'appliquent dans ces hypothèses.
Since the two stator strands are generally of identical realizations, they both have approximately equal resistive values, which gives in addition
X2 X3
R2 = R3 = R and
UE2 = UE3 Us
The effective resistance / inductance ratio of a stator strand is then R / X. The vector diagrams in Figures 3 and 5 apply in these cases.

Les figures 3 à 6 vont à présent être commentées plus en détail en décrivant le fonctionnement. Les courbes caractéristiques des figures 4 et 6 ont été tracées en fonction de l'excitation relative UE/UN.  Figures 3 to 6 will now be discussed in more detail by describing the operation. The characteristic curves of FIGS. 4 and 6 have been plotted as a function of the relative excitation EU / UN.

Les petits moteurs synchrones sont dimensionnés de façon que la puissance réactive qu'ils absorbent soit négligemment petite. Tel est le cas lorsque dans les deux brins statoriques 2 et 3, le décalage de phase entre les courants est de O'.  Small synchronous motors are dimensioned so that the reactive power they absorb is negligently small. This is the case when in the two stator strands 2 and 3, the phase shift between the currents is O '.

Par conséquent, dans le montage en parallèle des deux brins statoriques, î'inductance d brin principal 2 doit, de manière connue, être dimensionnée telle que l'angle de dephasage entre la tension d'alimentation et le courant soit de + 45 dans ce brin principal 2, tandis que la valeur du condensateur de service C doit être choisie telle que l'angle de déphasageentre la tension d'alimentation et le courant soit de -45 dans le brin auxiliaire 3.Comme il ressort aisément du diagramme vectoriel correspondant de la figure 3, cela se traduit, dans de petits moteurs synchrones munis de rotors 4 en matériau magnétique à faible énergie, par la condition de double dimensionnement selon laquelle - la résistance effective R et l'inductance X de chacun
des brins statoriques doivent être choisies approximati
vement égales et - l'inductance XC du condensateur C doit être choisie
égale au double de l'inductance X de chacun des brins
statoriques.
Consequently, in the parallel mounting of the two stator strands, the inductance of main strand 2 must, in known manner, be dimensioned such that the angle of phase shift between the supply voltage and the current is + 45 in this main strand 2, while the value of the service capacitor C must be chosen such that the angle of phase shift between the supply voltage and the current is -45 in the auxiliary strand 3. As is easily seen from the corresponding vector diagram of FIG. 3, this is reflected, in small synchronous motors provided with rotors 4 made of low energy magnetic material, by the double dimensioning condition according to which - the effective resistance R and the inductance X of each
stator strands must be chosen approximately
equal and - the inductance XC of the capacitor C must be chosen
equal to twice the inductance X of each of the strands
statorics.

En effet, avec des rotors 4 en un matériau magnétique de faible énergie, on obtient
UE2 = UE2 = UE = O.
Indeed, with rotors 4 made of a low energy magnetic material, we obtain
UE2 = UE2 = UE = O.

Dans cette hypothèse et en négligeant les pertes dans le fer, on obtient pour la figure 2 les équations sui vantes
IN = I2 + I3' (1)
UN = R2I2 + jX2I2 = X 2 + UX2 (2) et
UN = jXCI3 + R3I3 + jX313
=UC + UR3 + UX3 ' (3)
En représentation complexe, les valeurs précitées sont les auivantes 12 ou I3 représente le courant électrique parcourant le brin principal 2 ou le brin auxiliaire 3, respectivement,
IN désigne le courant d'alimentation délivré par la source 6,
XC$désigne l'inductance 1/wC du condensateur de service C,
UC correspond à la baisse de tension élèctrique au conden sateur C,
UX2 ou UX3 représente la baisse de tension électrique dans l'inductance du brin principal 2 ou du brin auxiliaire 3, respectivement, et
XR2 ou UR3 désigne la baisse de tension électrique dans la résistance effective dudit brin respectif principal 2 ou auxiliaire 3.
On this assumption and by neglecting the losses in iron, we obtain for figure 2 the following equations
IN = I2 + I3 '(1)
UN = R2I2 + jX2I2 = X 2 + UX2 (2) and
UN = jXCI3 + R3I3 + jX313
= UC + UR3 + UX3 '(3)
In complex representation, the above-mentioned values are the following 12 or I3 represents the electric current flowing through the main strand 2 or the auxiliary strand 3, respectively,
IN designates the supply current delivered by the source 6,
XC $ designates the inductance 1 / wC of the service capacitor C,
UC corresponds to the drop in electrical voltage at capacitor C,
UX2 or UX3 represents the drop in electrical voltage in the inductance of the main strand 2 or of the auxiliary strand 3, respectively, and
XR2 or UR3 designates the voltage drop in the effective resistance of said respective main 2 or auxiliary 3 strand.

Sur la figure 3, le triangle ABM, dans lequel AB = I3'
BM = I2 et AM = IN, représente le diagramme vectoriel de l'équation (1). Le triangle AED correspond à l'équation (2), avec AE UR2' ED = i2 et AD = UN. Dans ce cas, AE est parallèle à BM et, à cause de l'inductance, ED est déphasé de 900 en avant par rapport à AE. La suite de vecteurs
AFGD correspond à l'équation (3), avec AF = UR3' FG = Ux3 et GD = UC' AD étant toujours égal à UN. AF s'étend dans la même direction que AB et, à cause de l'inductance, FG est déphasé de 900 en avant par rapport à AF, tandis que, du fait de la capacitance, GD est décalé de 1800 en arrière par rapport à FG, cela en négligeant la résistance effective du condensateur de service C.
In Figure 3, the triangle ABM, in which AB = I3 '
BM = I2 and AM = IN, represents the vector diagram of equation (1). The triangle AED corresponds to equation (2), with AE UR2 'ED = i2 and AD = UN. In this case, AE is parallel to BM and, because of the inductance, ED is phase shifted 900 ahead of AE. The vector suite
AFGD corresponds to equation (3), with AF = UR3 'FG = Ux3 and GD = UC' AD being always equal to UN. AF extends in the same direction as AB and, due to the inductance, FG is phase shifted by 900 in front of AF, while, due to the capacitance, GD is shifted by 1800 in relation to FG, neglecting the effective resistance of the service capacitor C.

Il ressort directement de la figure 3 que la puissance réactive absorbée par l'enroulement statorique est nulle lorsque les vecteurs UN = AD et IN = M4 sont en phase, c'est-à-dire lorsque le point M se trouve sur la droite
AD. Comme mentionné ci-dessus, tel est le cas lorsque l'angle ABM est égal à 90C, c'est-à-dire lorsque BM(et donc également AE) est parallèle à CD et que AF est parallèle à ED. Lorsque l'angle EAD est en outre égal à 45 , AEDF est un carré et il existe une identité absolue entre les valeurs de AE, AF, FD et ED, d'une part, et de AB et BM, d'autre part. Cela implique les deux conditions de dimensionnement précitées.
It emerges directly from FIG. 3 that the reactive power absorbed by the stator winding is zero when the vectors UN = AD and IN = M4 are in phase, that is to say when the point M is on the right
AD. As mentioned above, this is the case when the angle ABM is equal to 90C, that is to say when BM (and therefore also AE) is parallel to CD and AF is parallel to ED. When the angle EAD is also equal to 45, AEDF is a square and there is an absolute identity between the values of AE, AF, FD and ED, on the one hand, and of AB and BM, on the other hand. This implies the two aforementioned design conditions.

Ensuite, du fait que les deux brins statoriques sont de réalisations identiques, on obtient
R2 = R3 = R et
X2 = X3 =
L'identité AE = ED donne : UR2 = UX2' c'est-à-dire que
R2 12 = X2 12 ou que R2 = X2 ce qui fait que R3 =X3.
Then, because the two stator strands are identical, we obtain
R2 = R3 = R and
X2 = X3 =
The identity AE = ED gives: UR2 = UX2 ', that is to say that
R2 12 = X2 12 or that R2 = X2 so that R3 = X3.

l'équation AF = FD = GD - FG donne : UR3 = UC - UX3' c'est-à-dire que :
R3. I3 = XC . I3 - X3 . I3' ou bien R3 = XC - X3' et l'identité R3 = X3 donne : X3 = XC - X3 ou bien
X3 = XC/2, et donc X2 = XC/2.
the equation AF = FD = GD - FG gives: UR3 = UC - UX3 ', that is to say:
R3. I3 = XC. I3 - X3. I3 'or R3 = XC - X3' and the identity R3 = X3 gives: X3 = XC - X3 or
X3 = XC / 2, and therefore X2 = XC / 2.

Lors du branchement en série du petit moteur synchrone, on obtient de la même manière les deux conditions de dimensionnement suivantes
R2 = R3 = R = X2 = X3 = X et
X2 = X3 = X =
Ainsi, la première de ces deux conditions est identique à la première condition de dimensionnement du branchement en parallèle.
When the small synchronous motor is connected in series, the following two dimensioning conditions are obtained in the same way
R2 = R3 = R = X2 = X3 = X and
X2 = X3 = X =
Thus, the first of these two conditions is identical to the first dimensioning condition of the parallel connection.

Les petits moteurs synchrones ainsi dimensionnés possèdent, en fonction de UE/UN' les courbes caractéristiques représentées sur la figure 4 et concernant le rendement , la variation S de vitesse angulaire et le rapport d = R/X = 1 entre la résistance effective et l'inductance d'un brin statorique. Cette dernière courbe caractéristique est ainsi une ligne horizontale tracée à 100%. La courbe caractéristique S croft en permanence au fur et à mesure que UE/UN augmente et, lorsque
UE/UN = 70 %, la courbe caractéristique n accuse un maximum de 50%. Cette valeur maximale de ri n'est jamais atteinte dans la pratique et, dans tous les cas, elle ne peut jamais être dépassée avec de petits moteurs synchrones ainsi dimensionnés.
The small synchronous motors thus dimensioned have, as a function of UE / UN 'the characteristic curves represented in FIG. 4 and concerning the efficiency, the variation S of angular speed and the ratio d = R / X = 1 between the effective resistance and l inductance of a stator strand. This last characteristic curve is thus a horizontal line drawn at 100%. The characteristic curve S croft continuously as EU / UN increases and, when
EU / UN = 70%, the characteristic curve n shows a maximum of 50%. This maximum value of ri is never reached in practice and, in any case, it can never be exceeded with small synchronous motors thus dimensioned.

Pour obtenir néanmoins un rendement accru, il faut, d'une part, augmenter UE/Ug par le choix dun rotor 4 en un matériau magnétique de grande énergie et de faible rémanence, par exemple un matériau magnétique du type métal des terres rares-cobalt ou du type manganèse-alu minium-carbone ; d'autre part, il faut modifier au moins l'une des deux conditions de dimensionnement La figure 5 est un diagramme vectoriel illustrant le petit moteur synchrone modifié. To obtain nevertheless an increased yield, it is necessary, on the one hand, to increase UE / Ug by the choice of a rotor 4 made of a magnetic material of high energy and of low remanence, for example a magnetic material of the rare earth metal-cobalt type. or of the manganese-aluminum minium-carbon type; on the other hand, it is necessary to modify at least one of the two design conditions. FIG. 5 is a vector diagram illustrating the small modified synchronous motor.

Dans ce cas, en plus de l'équation (1) susmentionnée, on obtient les équations suivantes
UN = R2I2 + jX2I2 + UE2 = UR2 + UX2 + Ue (4) et
UN = UC + R3I3 + JX3I3 + UE3 =
UC + UR3 + UX3 + UE' (5) car, du fait que le rotor 4 consiste en un matériau magnétique de grande énergie, la valeur UE2 = UE3 = UE ne peut plus etre négligée, mais est au moins égale à 20% de la valeur UX2 ou UX3 en présence de la tension nominale d'alimentation et d'une charge d'inversion. Par :charge d'inversion", il faut comprendre la charge en présence de laquelle le petit moteur perd son synchronisme.
In this case, in addition to equation (1) above, we obtain the following equations
UN = R2I2 + jX2I2 + UE2 = UR2 + UX2 + Ue (4) and
UN = UC + R3I3 + JX3I3 + UE3 =
UC + UR3 + UX3 + UE '(5) because, since the rotor 4 consists of a high energy magnetic material, the value UE2 = UE3 = UE can no longer be neglected, but is at least equal to 20% of the value UX2 or UX3 in the presence of the nominal supply voltage and an inversion load. By: inversion load ", it is necessary to understand the load in the presence of which the small motor loses its synchronism.

Le diagramme vectoriel de la figure 5 présente une structure analogue à celui de la figure 3, à cette différence qu'on y a ajoute les vecteurs EH = UE2 et
FK = UE3 et ces deux vecteurs possèdent certes la même valeur UE' mais, en présence de la charge d'inversion,
EH = UE2 est approximativement en phase avec UR2 et
FK = UE3 est approximativement en phase avec UR3'
Le triangle AHD et la suite de vecteurs AFKGD correspondent respectivement à l'équation (4) et à l'équation (5) Cette fois, AKDH est un carré et, avec
R2 = R3 = R et X2 = X3 = X, on obtient les deux conditions de dimensionnement a) et b) ci-après
a) AH = AE + EH = HD, c'est-à-dire que UR2 + UEs = UX2 ou
UR2 = UX2 - UE2 < UX2 - 20 % UX2 avec UE2 < 20% UX2.
The vector diagram in FIG. 5 presents a structure similar to that of FIG. 3, with the difference that the vectors EH = UE2 and
FK = UE3 and these two vectors certainly have the same value UE 'but, in the presence of the inversion charge,
EH = UE2 is approximately in phase with UR2 and
FK = UE3 is approximately in phase with UR3 '
The triangle AHD and the AFKGD vector sequence correspond respectively to equation (4) and equation (5) This time, AKDH is a square and, with
R2 = R3 = R and X2 = X3 = X, we obtain the two design conditions a) and b) below
a) AH = AE + EH = HD, i.e. UR2 + UEs = UX2 or
UR2 = UX2 - UE2 <UX2 - 20% UX2 with UE2 <20% UX2.

il en résulte que
UR2 # 80 % UX2 ou
R2 < 80 % X2'
etant donné que R2 = R3 = R et que X2 = X3 = on obtient de manière générale
R < 80 % X, c'est-à-dire que, en présence de la tension nominale d'alimentation et de la charge d'inversion, la résistance effective R de chaque brin statorique ne doit pas être choisie égale à l'inductance X comme jusqu'à présent, mais égale au maximum à 80% de cette inductance X d'un brin statorique.
it follows that
UR2 # 80% UX2 or
R2 <80% X2 '
given that R2 = R3 = R and that X2 = X3 = we generally obtain
R <80% X, i.e. in the presence of the nominal supply voltage and the reversing load, the effective resistance R of each stator strand must not be chosen equal to the inductance X as before, but equal to a maximum of 80% of this inductance X of a stator strand.

b) AK = KD donne AF + FK = GD - KG
ou
UR3 + UE3 =UC Ux3
ou bien, respectivement,
UC = UR3 + UE + Ux3.
b) AK = KD gives AF + FK = GD - KG
or
UR3 + UE3 = UC Ux3
or, respectively,
UC = UR3 + UE + Ux3.

Etant donné que UR3 = UR2' UX2 = UX3' UR3 < 80 ~
UX3 et
UE # 20 % UX3'
on obtient
UC = 2UX3 ou XC = 2X3, ou bien X3 = X = Xc/2.
Since UR3 = UR2 'UX2 = UX3' UR3 <80 ~
UX3 and
EU # 20% UX3 '
we obtain
UC = 2UX3 or XC = 2X3, or else X3 = X = Xc / 2.

En revanche, dans le cas du branchement en série du petit moteur synchrone, on obtient les deux conditions de dimensionnement suivantes
R < 80 % X et
X = XC
La première de ces deux conditions est ainsi de nouveau identique dans les deux types de branchements.
On the other hand, in the case of the series connection of the small synchronous motor, the following two dimensioning conditions are obtained
R <80% X and
X = XC
The first of these two conditions is thus again identical in the two types of connections.

Les petits moteurs synchrones présentant un tel dimensionnement modifié possèdent, en fonction de UE/UN, les courbes caractéristiques illustrées sur la figure 6 et concernant le rendement n , les variations S de vitesse angulaire et le rapport d = R/X entre la résistance effective et l'inductance d'un brin statorique. Dans ce cas, la courbe caractéristique S est une ligne horizontale de valeur O^, c'est-a-dire que ces variations sont pratiquement nulles. Small synchronous motors having such a modified dimensioning have, as a function of UE / UN, the characteristic curves illustrated in FIG. 6 and concerning the efficiency n, the variations S of angular speed and the ratio d = R / X between the effective resistance and the inductance of a stator strand. In this case, the characteristic curve S is a horizontal line of value O ^, that is to say that these variations are practically zero.

En revanche, le rendement n ne possède plus aucun maximum, mais croit en permanence jusqu'à la valeur 100 % au fur et à mesure que les valeurs de UE/UN augmentent, cette dernière valeur de 100 % n'étant cependant atteinte que lorsque la valeur d = R/X = O, ce qui n'est pas réalisable dans. la pratique.On the other hand, the yield no longer has any maximum, but continuously increases up to the value 100% as the values of UE / UN increase, the latter value of 100% being however only reached when the value d = R / X = O, which is not achievable in. the practice.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au moteur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention  It goes without saying that numerous modifications can be made to the engine described and shown, without going beyond the ambit of the invention.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Petit moteur synchrone réversible à démarrage automatique, comportant un rotor à magnétisation permanente et un stator dont l'enroulement se compose d'un brin principal et d'un brin auxiliaire possédant tous deux des valeurs résistives électriques approximativement égales, le brin auxiliaire étant branché en parallèle ou en série avec un condensateur de service, moteur caractérisé par le fait que ledit rotor (4) consiste'en un matériau magnétique de grande énergie et de faible rémanence , et par le fait que, en cas de charge d'inversion et en prd- sence de la tension nominale d'alimentation, 1a résistance effective (R) de chaque brin statorique (2 ; 3) est au maximum égale à 80 % de l'inductance (X) de ce brin 1. Small reversible synchronous motor with automatic start, comprising a rotor with permanent magnetization and a stator whose winding consists of a main strand and an auxiliary strand both having approximately equal electrical resistive values, the auxiliary strand being connected in parallel or in series with a service capacitor, motor characterized by the fact that said rotor (4) consists of a magnetic material of high energy and low remanence, and by the fact that, in the event of an inversion charge and in the presence of the nominal supply voltage, the effective resistance (R) of each stator strand (2; 3) is at most equal to 80% of the inductance (X) of this strand 2. Petit moteur synchrone selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau magnétique de grande énergie et de faible rémanence est un matériau magnétique du type métal des terres rares-cobalt. 2. Small synchronous motor according to claim 1, characterized in that the magnetic material of high energy and low remanence is a magnetic material of the rare earth metal-cobalt type. 3. Petit moteur synchrone selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau magnétique de grande énergie et de faible rémanence est un matériau magnétique du type mangandse-aluminium-carbone.  3. Small synchronous motor according to claim 1, characterized in that the magnetic material of high energy and low remanence is a magnetic material of the mangandse-aluminum-carbon type.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR60607E (en) * 1948-12-13 1954-11-22 Hatot Leon Ets Improvements to small motors and electromagnetic devices and their applications to measurements and controls
DE1438569A1 (en) * 1962-10-18 1969-01-09 Philips Nv Synchronous motors with permanent magnetic runners
FR2201575A2 (en) * 1972-09-29 1974-04-26 Valroger Pierre De

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR60607E (en) * 1948-12-13 1954-11-22 Hatot Leon Ets Improvements to small motors and electromagnetic devices and their applications to measurements and controls
DE1438569A1 (en) * 1962-10-18 1969-01-09 Philips Nv Synchronous motors with permanent magnetic runners
FR2201575A2 (en) * 1972-09-29 1974-04-26 Valroger Pierre De

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LANDOLT-B\RNSTEIN: "Zahlenwerte und Funktionen aus Physik, Chemie, Astronomie, Geophysik und Technik", 1962, 6e édition, vol. II, "Eigenschaften der Materie in Ihren Aggregatzuständen", partie 9, "Magnetische Eigenschaften I", Springer verlag, Berlin, Göttingen, Heidelberg, DE; *
S.P. VERMA et al.: "Analysis of a capacitor compensated permasyn motor", 31 janvier - 5 février 1971, pages 1-8, Conference Paper, IEEE Winter Power Meeting, New York, US; *

Also Published As

Publication number Publication date
IT1176103B (en) 1987-08-12
IT8420640A1 (en) 1985-10-20
DE3407429A1 (en) 1984-11-15
IT8420640A0 (en) 1984-04-20

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