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"DisPositif de démarrage des moteurs as2nahzo-10;7e monophasés "
Lorsqu'on alimente le stator d'un moteur asynohrone monophasé ,le rotor étant au repos, le couple résultant des efforts exercés sur celui-oi reste nul si le rotor est en position d'équilibre magnétique dans le champ du stator . Le rotor ne tourne pas . Si cette condition n'est pas remplie il se produit une faible rotation du rotor qui tend à se mettre dans cette position d'équilibre magnétique , à condition que le couple dî aux frottements soit suffisamment faible . Le rotor n'étant pas dépourvu d'inertie ne prendra cette position d'équilibre qu'après une série d'oscillations .
Ces osoillations s'amortisont jusqu'à arrgt oomplet du rotor ou au contraire s'amplifieront jusqu'au démarrage du moteur,
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En effet dès qu'un moteur de ce genre reçoit une impulsion tendant à le.faire tourner dans un sens , d'ailleurs indifférent, la résultante des efforts exeroés par le stator sur le rotor n'est plus nulle , mais devient un couple toujours dirigé dans le sens du mouvement et fonction de la vitesse de rotation , pendant la période d'oscil- lation du rotor dont nous avons parlé , il se produit donc à chaque oscillation un couple, que l'on peut considérer comme indépendant de celui qui tend à amener le rotor dans sa position d'équilibre,
ce couple est toujours dirigé dans le sens de la rotation et tend à augmenter l'amplitude des oscillations tandis que le couple dû aux frottements tend à la diminuer ,
L'invention, basée sur ces observations , vise un procédé pour obtenir le démarrage automatique d'un moteur asynchrone monophasé qui oonsiste dans la réalisation simultanée des trois conditions suivantes .
1 .- provoquer l'arrêt du rotor obligatoirement dans une position éloignée de la position d'équilibre magne-tique . avoir un couple de frottements suffisamment faible .
3 .- avoir un couple magnétique suffisamment grand .
Il est possible de donner aux différentes forces en présence :couple tendant à amener le rotor dans sa position d'équilibre magnétique , couple moteur dirigé dans le sens de la rotation, couple de frottements et forces d'inertie de l'induit , des valeurs relatives telles que les oscillations du rotor de part et d'autre de sa position d' équilibre magnétique aillent en s'amplifiant au lieu de s'amortir.
0'est ce que l'expérience confirme .Lorsque l'amplitude
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de l'oscillation sera supérieure à l'écartement entre deux barres consécutives du rotor , le démarrage aura lieu ,
En supposant réalisée? laconditions 2 et 3 ci-dessus qui relèvent de la technique courante , la présente invention vise en outre la combinaison de l'arbre du rotor avec un dispositif de rappel ou de blocage adapté pour arrêter cet arbre dans une position telle que le rotor soit éloigné de sa position d'équilibre magnétique.
Dans un mode de réalisation préféré oe dispositif est caractérisé par un poids excentré par rapport à l'arbre et relié à celui-ci, de manière à donner au rotor un balourd qui l'oblige à s'arrêter toujours dans la position désirée , le rayon de calage dudit poids sur l'arbre étant déterminé dtaprès cette position .
Le moteur pourvu d'un tel dispositif sera na- turellement sujet à des vibrations qui le rendront particulièrement applicable à la constitution du vibrateur électrique décrit dans le Brevet en France déposé le 18 Mai 1932 pour :Vibrateur électrique .
Dans l'application aux moteurs d'usage courant où les vibrations doivent être évitées l'invention est caractérisée par la combinaison du balourdage de l'induit avec un autre dispositif capable d'équilibrer en marche le poids excentré , tout en laissant celui-ci agir de façon prépondérante au repos , Ce dispositif sera avanta- geusement constitué pax un autre poids tournant avec l'arbre et normalement maintenu plus rapproché de l'arbre que le poids précédent mais susceptible de s'en éloigner sous l'effet de la force centrifuge , développée par la rotation, pour atteindre une position finale dans laquelle le centre de gravité de l'ensemble,se trouve sur l'axe
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de l'arbre du rotor.
L'invention vise également une autre réalisation dans laquelle l'arrêt du rotor dans la position désirée est effectua par une dent montée en bout d'un ressort, qui s'enolanche dans un disque à encoches ,solidaire du rotor, ladite dent d'arrêt étant maintenue hors diction pendant la marche , par un électro aimant alimenté pendant le même temps que le moteur .
Le dessin annexé représente à titre dtexem- ples les divers modes de réalisation ci-dessus envisagés du dispositif de démarrage automatique objet de l'invention
La fig.l montre schématiquement le disposi- tif de balourdage calé sur l'arbre du rotor d'un moteur utilisable comme vibrateur ,
La fig.2 est une variante pour moteur dtusage courant ,
La fig.3 montre le dispositif d'arrêt par enclanchement .
Dans le dispositif de la fig.l. l'arbre 1 du rotor 2 d'un moteur asynchrone monophasé, porte une masse excentrée 3 constituée par exemple par un bossage en bout d'un bras 4 solidaire d'un moyeu 5 calé sur ledit arbre .Le oalage du bras 4 sur l'arbre 1 est déterminé par rapport aux pales du rotor et du stator de manière que dans la position de repos du rotor où ce bras est maintenu à la vertioale par l'action du poids du bras et de la masse 3 , ledit rotor se trouve éloigné de sa position d'équilibre magnéti- que .
De ce fait , et le moteur étant réalisé par ailleurs aveo un couple de frottements très faible , et un couple magnétique suffisamment grand, il suffira de lancer le courant dans ce moteur pour obtenir le démarrage après
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quelques oscillations ,
Un tel moteur , soumis à desvibrations du fait du balourdage du rot,or, constitue un véritable vibrateur électrique , et trouvera, un emploi particulièrement avantageux dans la constitution du dispositif décrit dans le Brevet français déposé le 18 Mai 1932
La fig.2 montre l'application de l'invention à un moteur d'usage courant .
Dans ce cas, le poids du bras 4 et de la masse 3 est équilibré en marche par celui d'une boite 6 dtune bille 7 et d'un ressort, 8 ,la bille 7 se trouvant alors sous l'effet de la force centrifuge ,dans une position telle que le centre de gravité de l'ensemble se trouva sur l'axe de l'arbre 1 Mais au repos ( fig.2) la bille se trouve rapprochée de l'arbre 1 et l'action de la masse :3 est prépondérante, de sorte que le démarrage s'effectuera comme précédemment.
La fig,3 montre .un dispositif dans lequel un disque 9 portant des encoches 10 dont le nombre est fonction de celui des pales du rotor et par exemple égal à ce nombre , est calé sur l'arbre 1
Dans ces encoches peut pénétrer une dent 11 portée par une lame-ressort 12 laquelle constitue l'armature mobile d'un électro aimant 13 alimenté en même temps et pendant la marne durée que le moteur ,En marche, l'armature 12 étant attirée la dent 11 est dans la position de la fig.3 .Lorsque le courant est coupé , la dent tombe dans une encoche 10, saute de l'une à l'autre en freinant ainsi le rotor qu'elle finit par arrêter dans une position éloignée de la position d'équilibre magnétique,
le calage du disque 9 par rapport aux pôles du rotor ayant été déterminé dans cebut.
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"Starting device for as2nahzo-10; 7th single-phase motors"
When the stator of a single-phase asynohrone motor is supplied, the rotor being at rest, the torque resulting from the forces exerted on it remains zero if the rotor is in a position of magnetic equilibrium in the field of the stator. The rotor does not turn. If this condition is not fulfilled, a weak rotation of the rotor occurs which tends to put itself in this position of magnetic equilibrium, provided that the torque due to friction is sufficiently low. Since the rotor is not without inertia, it will only assume this equilibrium position after a series of oscillations.
These oscillations are damped until the rotor stops completely or on the contrary will increase until the engine starts,
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In fact, as soon as a motor of this kind receives an impulse tending to make it rotate in one direction, which is moreover indifferent, the resultant of the forces exerted by the stator on the rotor is no longer zero, but always becomes a torque. directed in the direction of movement and a function of the speed of rotation, during the period of oscillation of the rotor of which we have spoken, there is therefore produced at each oscillation a torque which can be considered as independent of that which tends to bring the rotor to its equilibrium position,
this torque is always directed in the direction of rotation and tends to increase the amplitude of the oscillations while the torque due to friction tends to decrease it,
The invention, based on these observations, aims at a method for obtaining the automatic starting of a single-phase asynchronous motor which oonsists in the simultaneous realization of the following three conditions.
1 .- cause the rotor to stop necessarily in a position far from the magnetic equilibrium position. have a sufficiently low friction torque.
3 .- have a sufficiently large magnetic torque.
It is possible to give the different forces present: torque tending to bring the rotor to its position of magnetic equilibrium, motor torque directed in the direction of rotation, friction torque and armature inertia forces, values relative such that the oscillations of the rotor on either side of its position of magnetic equilibrium are amplified instead of damped.
This is what experience confirms. When the amplitude
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the oscillation will be greater than the spacing between two consecutive rotor bars, the start will take place,
Assuming carried out? conditions 2 and 3 above which fall within the current technique, the present invention further relates to the combination of the rotor shaft with a return or blocking device adapted to stop this shaft in a position such that the rotor is moved away from its position of magnetic equilibrium.
In a preferred embodiment, this device is characterized by a weight eccentric with respect to the shaft and connected to the latter, so as to give the rotor an unbalance which obliges it to always stop in the desired position, the setting radius of said weight on the shaft being determined after this position.
The motor provided with such a device will naturally be subject to vibrations which will make it particularly applicable to the constitution of the electric vibrator described in the patent in France filed on May 18, 1932 for: Electric vibrator.
In the application to motors in common use where vibrations must be avoided, the invention is characterized by the combination of the unbalance of the armature with another device capable of balancing the eccentric weight while in operation, while leaving it act predominantly at rest, This device will advantageously consist of another weight rotating with the shaft and normally kept closer to the shaft than the previous weight but liable to move away from it under the effect of the force centrifugal, developed by rotation, to reach a final position in which the center of gravity of the assembly is on the axis
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of the rotor shaft.
The invention also relates to another embodiment in which the stopping of the rotor in the desired position is effected by a tooth mounted at the end of a spring, which is embedded in a notched disc, integral with the rotor, said tooth of stop being maintained out of speech during operation, by an electromagnet supplied during the same time as the motor.
The appended drawing represents, by way of example, the various embodiments envisaged above of the automatic starting device which is the subject of the invention.
Fig. 1 schematically shows the unbalancing device wedged on the rotor shaft of a motor which can be used as a vibrator,
Fig. 2 is a variant for a general purpose motor,
Fig. 3 shows the snap-in shut-off device.
In the device of fig.l. the shaft 1 of the rotor 2 of a single-phase asynchronous motor carries an eccentric mass 3 constituted for example by a boss at the end of an arm 4 integral with a hub 5 wedged on said shaft. 'shaft 1 is determined with respect to the blades of the rotor and of the stator so that in the rest position of the rotor where this arm is held vertically by the action of the weight of the arm and of the mass 3, said rotor is located away from its position of magnetic equilibrium.
Therefore, and the motor being produced moreover with a very low friction torque, and a sufficiently large magnetic torque, it will suffice to launch the current in this motor to obtain the start after
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some oscillations,
Such a motor, subjected to vibrations due to the unbalance of the rot, or, constitutes a real electric vibrator, and will find a particularly advantageous use in the constitution of the device described in the French patent filed on May 18, 1932.
Fig.2 shows the application of the invention to a motor in common use.
In this case, the weight of the arm 4 and of the mass 3 is balanced in motion by that of a box 6 of a ball 7 and a spring, 8, the ball 7 then being under the effect of centrifugal force. , in a position such that the center of gravity of the assembly was on the axis of the shaft 1 But at rest (fig. 2) the ball is close to the shaft 1 and the action of the mass : 3 is preponderant, so that the start-up will be carried out as before.
Fig, 3 shows a device in which a disc 9 carrying notches 10 whose number is a function of that of the rotor blades and for example equal to this number, is wedged on the shaft 1
In these notches can penetrate a tooth 11 carried by a leaf spring 12 which constitutes the movable armature of an electromagnet 13 supplied at the same time and for the duration of the motor, Running, the armature 12 being attracted to the tooth 11 is in the position of fig. 3. When the current is cut, the tooth falls into a notch 10, jumps from one to the other thus braking the rotor that it ends up stopping in a distant position the magnetic equilibrium position,
the setting of the disc 9 with respect to the poles of the rotor having been determined in this goal.