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Système de régulation de vitesse de moteurs à courants continus.
La variation du champ inducteur est le système idéal 'utilisé pour l'obtention de la variation de la vitesse des moteurs à courant continu; il se prête à la réalisation sans pertes de cette variation de vitesse.
Mais la réduction du champ inducteur d'une machine donnée entraine une augmentation de la tension de réactance qui rend plus difficile la commutation, et affecte la stabi- lité de marche de la machine.
On a donc cherché à pallier ces inconvénients en adoptant par exemple, lors de variations de vitesses étendues, pour une partie du réglage, des résistances insérées en série dans l'induit, ce qui donne lieu à des pertes importantes par effet Joule dans ces résistances, ainsi qu'à des variations de la vitesse avec la charge. On a également préconisé, pour réaliser une partie de la variation de vitesse, une tension variable d'alimentation par l'utilisation de groupes transformateurs rotatifs ou de survolteurs. Ces moyens entrainent des pertes de transformation élevées et une grande complication dans le réglage de la vitesse.
Il est également connu pour opérer la variation de
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vitesse de coupler deux moteurs de même puissance en série et ensuite en parallèle; le couplage en série convient pour les faibles vitesses et le couplage en parallèle convient pour les vitesses plus élevées. Ces couplages peuvent être combinés avec la variation de la vitesse par variation du champ inducteur dans chaque couplage de sorte que, par le couplage série, on obtiendra toutes les vitesses depuis la vitesse minimum jusque deux fois cette vitesse ; passant au couplage parallèle on pourra obtenir toutes les vitesses depuis deux fois la vitesse minimum jusque quatre fois cette vitesse ou plus en faisant varier le champ inducteur de la même façon ou davantage.
Mais ce système présente l'inconvénient de nécessiter une variation du champ dans le rapport déjà élevé de un à deux pour obtenir en couplage série la vitesse correspondant à celle avec couplage parallèle plein champ, ce qui, pour certains moteurs-limite est de nature à pouvoir provoquer des incon- vénients au point de vue de la commutation ou de la stabi- lité. De plus, la répartition des charges et des à-coups éventuels de celles-ci entre deux moteurs shunt ou compound rigidement couplés fonctionnant en parallèle est délicate et peut donner lieu à des incidents entravant l'exploitation.
La présente invention est relative à un système de régulation de vitesse par variations du flux inducteur et qui remédie aux inconvénients des systèmes susdits.
Il est à remarquer que,dans les systèmes où la varia- tion de vitesse s'opère par la modification du champ induc- teur, ce que l'on veut en réalité modifier est le flux inducteur embrassé par les conducteurs de l'induit. Ce flux dépend d'une part du champ magnétique et d'autre part de
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de la surface qui embrasse ce flux ou d'une façon plus précise de la surface engendrée par les conducteurs d'induit pendant leur passage devant les pôles de l'inducteur.
Pour opérer la variation de vitesse, l'invention prévoit de modifier entre autres la surface engendrée par les conduc- teurs actifs d'induit ou d'un système d'induits pendant leur passage devant les pôles de l'inducteur ou système inducteur; par "conducteurs actifs" d'induit il faut entendre suivant l'invention ceux qui participent effectivement à l'entrainement en rotation du moteur.
Suivant l'invention, la modification de la surface engendrée par un conducteur s'obtient par la mise hors circuit d'une portion de longueur de ces conducteurs. A cet effet l'invention prévoit d'utiliser deux ou plusieurs induits calés sur le même axe (ou en dépendance de rotation l'un par rapport à l'autre) avec leurs conducteurs connectés en série et de mettre hors circuit l'un ou plusieurs de ces induits ainsi qu'éventuellement les inducteurs correspondants.
Comme cette mise hors circuit pourrait conduire à des variations brusques de vitesse, l'invention prévoit qu'au. moment de la mise hors circuit susdite, on renforce le champ inducteur de façon à éviter les variations brusques de vitesse, la diminution progressive de ce champ servant à opérer dans la suite la graduation progressive de la vitesse.
Dans le cas d'un moteur à deux induits, pour permettre de façon pratique la progressivité dans les variations de vitesse, ces induits sont suivant l'invention déterminés de façon telle que la vitesse de rotation de l'induit restant en service et à plein champ, corresponde à la vitesse de rotation de l'ensemble des induits à champ réduit. A cet effet le rapport
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des largeurs de fer (largeur axiale) entre la largeur totale des deux induits et celle de l'induit destiné à rester seul en action correspond approximativement à la racine carrée du rapport des vitesses de marche minimum et maximum désirées.
Pour permettre une étendue plus grande des variations de vitesse avec un minimum de réduction du champ inducteur, le système de régulation suivant l'invention est établi de façon à mettre alternativement hors circuit l'un et l'autre des deux induits utilisés et à rétablir le champ maximum au moment de chaque mise hors circuit, Dans ce but la largeur de fer de chacun de ces inducteurs corres- pond respectivement à environ 0,62et 0,38 de la largeur totale de ces deux induits.
Il est donné ci-après à titre d'exemple non limitatif divers modes d'exécution de l'invention. Celle-ci s'étend aux diverses particularités originales que comportent les dispositions représentées.
Pour la facilité de compréhension de l'invention, on supposera que dans le cas d'un moteur normal, les phénomènes sont à peu près les suivants: si l'on définit par 1 la vitesse du moteur avec le champ inducteur maximum, la réduction de ce champ dans le rapport de 1 à X conduit à une augmentation de vitesse X à 1. Cet accroissement de vitesse conduit à diminuer la stabilité de marche du moteur à 1 de la stabilité à plein champ et à une augmen-
X tation dans le rapport de X de la tension de réactance, laquelle définit la mesure des difficultés de commutation.
La figure 1 est une vue schématique d'un système de régulation suivant l'intention.
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La figure 2 est également une vue schématique montrant les deux induits utilisés.
Les deux induits 2 et 3 sont calés sur le même axe et pourvus respectivement de collecteurs 2a et 3a. Ces induits tournent devant leur système inducteur respectif 2b et 3b.
Les enroulements d'inducteurs sont alimentés en parallèle à travers un rhéostat de champ double 4. Les deux induits sont normalement connectés en série mais l'un de ceux-ci (induit 2) peut être mis hors circuit par l'intermédiaire d'un dispositif figuré schématiquement par la manette 5.
Lorsque les deux induits sont connectés en série et sont soumis au champ maximum, ils prennent une vitesse de rotation définie par 1. Si l'on affaiblit le champ inducteur agissant sur les induits dans la proportion de 1 à #X, les deux moteurs couplés prennent une vitesse égale à #X/1. Si on s'arrange pour que #X = L/#2 (dans laquelle l2 est la largeur de fer de l'induit 3 et L la largeur de fer totale des deux induits) la vitesse restera inchangée si l'on met hors circuit l'induit 2 et si on rétablit à ce moment le champ maximum initial ; en effet dans les deux cas le flux coupé par les conducteurs d'induit et correspondant au produit du champ multiplié par la section engendrée par ces conducteurs, reste le même.
L'induit 3 restant seul en service à ce moment, on peut encore accroître sa vitesse en diminuant le champ inducteur; en adoptant également une diminution de champ de 1 à #X, l'induit 3 prendra une vitesse égale à #X/1 de celle qu'il avait en plein champ lorsqu'il fonctionnait seul et à X de la vitesse
1 que les deux induits connectés en série avaient à plein champ.
On voit donc que l'on peut grâce à la mise hors circuit susdite obtenir une variation totale de vitesse de X en n'utili- i
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sant qu'une diminution de champ de 1 à. #X.
Par exemple, on peut remplacer un induit de largeur de fer L, devant avoir une variation de champ dans le rapport de 3 à 1 pour obtenir une variation de vitesse dans le rapport 1 à 3, par deux induits connectés en série ayant l'un une largeur de fer 1 L = 0,58 L et l'autre #3 0,42 L.
En affaiblissant le champ des deux induits connectés en série dans le rapport 1 à 1 (soit 1 à 0,58), on
1,73 obtient toutes les vitesses depuis la vitesse minimum jusque 1,73 fois cette vitesse. En déconnectant l'induit de largeur de fer 0,42 L et en utilisant seul l'induit de largeur de fer 0,58 L, on peut affaiblir de nouveau le champ de ce dernier dans le même rapport de 1 à 1
1,73 (ou 1 à 0,58) et on obtient ainsi toutes les vitesses depuis 1,73 fois la vitesse minimum jusque 1,73#2 égale 3 fois cette vitesse minimum.
On a donc ainsi réalisé un rapport de vitesses de 1 à 3 en n'augmentant la tension de réactance que dans un rapport de 1 à 1,73 par rapport à la tension à plein champ déjà réduite des induits de largeur de fer diminuée, et la stabilité de marche n'a été diminuée que dans le rapport de 0,58 au lieu de l'être dans le rapport de 1 égale 0,33.
Cette disposition, qui réduit donc considérablement les facteurs: tension de réactance et instabilité qui s'opposent à la réalisation de moteurs à très grande varia- tion de vitesse par affaiblissement du champ, permettra de réaliser des moteurs à variation de vitesse entre des limites beaucoup plus étendues que les variations limites qui peuvent être réalisées par moteurs uniques.
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Une variation dans le rapport de 1 à 9 correspondant à deux variations dans le rapport de 1 à 3 pourrait par exemple être réalisée. On constituerait le moteur de deux induits de largeur de fer 0,666 L et 0,333 L connectés en série ; faisant varier dans le rapport de 1 à 0,333 le champ agissant sur les deux induits on obtiendrait les vitesses dans le rapport de 1 à 3, puis en déconnectant l'induit de largeur de fer 0,666 L et en utilisant seul l'induit de largeur de fer 0,333 L on peut faire varier le champ de ce dernier dans le rapport de 1 à 0,333 et obtenir toutes les vitesses depuis 3 fois la vitesse minimum jusque 9 fois cette vitesse minimum.
L'induit non utilisé dans les régimes à grandes vitesses peut être découplé mécaniquement pour ces régimes ; est maintenu en rotation, les balais du collecteur peuvent être relevés à la main ou mécaniquement par un dispositif automa- tique.
Dans les systèmes décrits ci-dessus les deux induits peuvent être enfermés dans une même enveloppe pour ne former apparemment qu'un seul moteur ou pourraient appartenir à deux moteurs distincts l'un de l'autre.
Lors de la mise hors circuit de l'un des induits, on peut également s'arranger pour que l'inducteur correspondant à cet induit soit également mis hors circuit.
Il est encore possible suivant l'invention de réduire la variation de champ nécessaire pour obtenir une variation étendue de vitesse en proportionnant convenablement la largeur des deux induits et en utilisant successivement l'un après l'autre ces deux induits. C'est ainsi qu'oh peut obtenir une gamme de vitesse lente en utilisant les deux induits couplés en série, une gamme de vitesse moyenne en utilisant l'induit
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le plus large tel que 2 et une gamme de vitesse élevée en utilisant l'induit le moins large tel que 3.
Pour permettre la graduation progressive des vitesses il faut suivant l'invention tenir compte des considérations suivantes: lorsque les deux induits couplés en série tournent dans le champ maximum, leur vitesse est de N.
Si l'on affaiblit simultanément leur champ inducteur dans le rapport de 1 à a , ces deux induits prennent une vitesse correspondant à aN. Si l'on désire que l'induit 2 de largeur 91 donne à plein champ une vitesse égale à aN, il faut que 1 = il . La. réduction du champ dans le même rapport a N de 1 pour l'induit 2 fonctionnant seul conduira à une a nouvelle vitesse égale à a2N. Si l'on désire que l'induit 3 fonctionnant seul donne à plein champ la vitesse a2N, il faut que 1/a2 = #2/L. Ces deux conditions sont réalisées lorsque#1 = 0,62 L = L/1,62 et lorsque #2 = 0,38 L = 0,62 L/1,62.
Par la variation de 1 à 0,62 du flux inducteur agissant sur les induits couplés en série, on obtient toutes les vitesses depuis la vitesse minimum N jusqu'à 1,62 N; par la variation de 1 à 0,62 du flux agissant sur l'induit 2 seul, on obtient toutes les vitesses depuis 1,62 N jusqu'à (1,62)2N = 2,6 N. Par la variation de 1 à 0,62 du flux agissant sur l'induit 3 seul on obtient toutes les vitesses depuis (1,62)2N jusqu'à (1,62)3N = 4,25 N.
Il est donc possible, pour ce cas le plus favorable, d'obtenir en utilisant successivement les deux moteurs en lesquels on a décomposé le moteur unique, une variation de vitesse de 1 à 4,25 Par trois variations de champ successives de rapport 1 à 0,62 au lieu de deux variations successives de rapport 1 à 1 = 1 à 0,48 lorsqu'on n'utilise que deux
4,25
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plages comme il a été expliqué au début de cette description, ce qui donne encore un nouveau gain, par rapport à ce premier système de (0,62 = 1,29) environ 30% sur la tension de
0,48 réactance et sur l'instabilité.
On peut utiliser la répartition sur trois plages comme il vient d'être décrit pour d'autres rapports de vitesse que 1 à 4,25 mais, dans ce cas, il sera nécessaire de combiner les largeurs des deux induits en lesquels on décompose l'action moteur unique et les plages de variations; la somme des deux largeurs de fer pourra être quelque peu supérieure à celle du moteur unique correspondant, et les 3 plages de variations pourront différer quelque peu l'une de l'autre en étendue.
Il y a lieu de noter que la division du moteur en deux de faible largeur de fer, permet de charger davantage le cuivre des moteurs aux faibles vitesses, par ce que la surface de refroidissement des deux induits est supérieure à celle d'un seul induit de grande largeur de fer.
En ce qui concerne le rendement, celui que l'on obtient pour les faibles vitesses, pour lesquelles les deux induits sont utilisés, peut être de un à deux pour cent inférieur à celui du moteur unique; mais le rendement aux grandes vitesses pour lesquelles un seul des deux moteurs est utilisé est plutôt supérieur à celui du moteur- unique, même en entrainant sans charge l'autre moteur, dont les balais sont relevés à la main ou automatiquement.
Dans ce qui précède, l'induit unique a été divisé en deux induits de même diamètre et de largeurs inégales, toutes autres choses étant restées égales.
Mais on pourrait aussi modifier l'un des deux moteurs constitutifs : par exemple, le moteur destiné à rester seul
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en service pour les grandes vitesses pourrait être prévu avec enroulement de compensation dans les pièces polaires, tandis que l'autre induit, qui ne fonctionne qu'aux faibles vitesses et a en conséquence une commutation plus facile pourrait ne pas être pourvu d'un tel enroulement; les deux moteurs pourraient même avoir des caractéristiques différentes telles que les diamètres et largeur de fer d'induit, le nombre de pôles et d'encoches;
il suffit que les deux induits soient proportionnés pour, étant connectés en série, absorber le courant de pleine charge sous la pleine tension d'alimentation à la vitesse minimum, et qu'un de ces moteurs puisse être raccordé seul au réseau pour absorber le même courant sous la même tension, à une vitesse comprise entre la vitesse maximum et la vitesse minimum, les variations intermédiaires étant obtenues par variation du champ agissant sur les deux induits connectés ou sur l'induit restant en service aux vitesses élevées, par plage de variations sensiblement égales, permettant d'utiliser le même régulateur de champ dans ces plages de variations.
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DC motor speed regulation system.
The variation of the inductive field is the ideal system used to obtain the variation of the speed of direct current motors; it lends itself to carrying out this speed variation without losses.
However, the reduction of the inductive field of a given machine leads to an increase in the reactance voltage which makes switching more difficult and affects the running stability of the machine.
We therefore sought to overcome these drawbacks by adopting, for example, during extended speed variations, for part of the adjustment, resistors inserted in series in the armature, which gives rise to significant losses by the Joule effect in these resistors. , as well as variations in speed with the load. In order to achieve part of the speed variation, a variable supply voltage has also been recommended by the use of rotary transformer groups or boosters. These means lead to high transformation losses and a great complication in the speed adjustment.
It is also known to operate the variation of
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speed of coupling two motors of the same power in series and then in parallel; series coupling is suitable for low speeds and parallel coupling is suitable for higher speeds. These couplings can be combined with the variation of the speed by variation of the inductive field in each coupling so that, by the series coupling, all the speeds will be obtained from the minimum speed up to twice this speed; switching to parallel coupling, it is possible to obtain all the speeds from twice the minimum speed up to four times this speed or more by varying the inducing field in the same way or more.
But this system has the drawback of requiring a variation of the field in the already high ratio of one to two in order to obtain in series coupling the speed corresponding to that with full field parallel coupling, which, for certain limit motors is likely to be able to cause disadvantages from the point of view of switching or stability. In addition, the distribution of the loads and any jerks thereof between two rigidly coupled shunt or compound motors operating in parallel is delicate and can give rise to incidents hindering operation.
The present invention relates to a speed regulation system by variations of the inducing flux and which overcomes the drawbacks of the aforementioned systems.
It should be noted that, in systems where the speed variation takes place by modifying the inductive field, what we actually want to modify is the inductive flux embraced by the conductors of the armature. This flux depends on the one hand on the magnetic field and on the other hand on
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of the surface which embraces this flux or more precisely of the surface generated by the armature conductors during their passage in front of the poles of the inductor.
In order to operate the speed variation, the invention provides for modifying, among other things, the surface area generated by the active conductors of an armature or of an armature system during their passage past the poles of the inductor or inductor system; According to the invention, the term “active conductors” should be understood to mean those which actually participate in driving the motor in rotation.
According to the invention, the modification of the surface generated by a conductor is obtained by switching off a length portion of these conductors. To this end, the invention provides for using two or more armatures wedged on the same axis (or in dependence on rotation with respect to each other) with their conductors connected in series and to switch off one or more several of these inductors as well as possibly the corresponding inductors.
As this switching off could lead to sudden variations in speed, the invention provides that. When the aforesaid switching off, the inducing field is reinforced so as to avoid sudden variations in speed, the progressive reduction of this field serving to subsequently operate the progressive graduation of the speed.
In the case of a motor with two armatures, in order to allow in a practical way the progressiveness in the speed variations, these armatures are according to the invention determined in such a way that the speed of rotation of the armature remaining in service and full field, corresponds to the speed of rotation of all the armatures at reduced field. To this end the report
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of the widths of iron (axial width) between the total width of the two armatures and that of the armature intended to remain alone in action corresponds approximately to the square root of the ratio of the desired minimum and maximum running speeds.
To allow a greater extent of the speed variations with a minimum reduction of the inductive field, the regulation system according to the invention is established so as to switch off alternately one and the other of the two armatures used and to restore the maximum field at the time of each switch-off. For this purpose the width of the iron of each of these inductors corresponds respectively to approximately 0.62 and 0.38 of the total width of these two armatures.
Various embodiments of the invention are given below by way of nonlimiting example. This extends to the various original features contained in the provisions represented.
For ease of understanding of the invention, it will be assumed that in the case of a normal motor, the phenomena are approximately as follows: if we define by 1 the speed of the motor with the maximum inductive field, the reduction of this field in the ratio of 1 to X leads to an increase in speed X to 1. This increase in speed leads to a decrease in the running stability of the motor to 1 of full field stability and to an increase in speed.
X tation in the ratio of X of the reactance voltage, which defines the measure of switching difficulties.
Figure 1 is a schematic view of a regulation system according to the intention.
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FIG. 2 is also a schematic view showing the two armatures used.
The two armatures 2 and 3 are wedged on the same axis and provided respectively with collectors 2a and 3a. These armatures rotate in front of their respective inductor system 2b and 3b.
The inductor windings are fed in parallel through a double field rheostat 4. The two armatures are normally connected in series but one of these (armature 2) can be switched off via a device shown schematically by lever 5.
When the two armatures are connected in series and are subjected to the maximum field, they take a speed of rotation defined by 1. If the inducing field acting on the armatures is weakened in the proportion of 1 to #X, the two coupled motors take a speed equal to # X / 1. If we arrange that #X = L / # 2 (where l2 is the width of the armature 3 and L the total width of the two armatures) the speed will remain unchanged if we switch off armature 2 and if the initial maximum field is re-established at this time; in fact in both cases the flux cut by the armature conductors and corresponding to the product of the field multiplied by the section generated by these conductors, remains the same.
The armature 3 remaining alone in service at this time, its speed can be further increased by reducing the inductive field; by also adopting a reduction of field from 1 to #X, armature 3 will take a speed equal to # X / 1 of that which it had in full field when it was operating alone and at X of the speed
1 that the two armatures connected in series had in full field.
It can therefore be seen that, thanks to the above-mentioned switching off, it is possible to obtain a total variation of the speed of X without using i
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sant that a field decrease from 1 to. #X.
For example, one can replace an armature of iron width L, which must have a field variation in the ratio of 3 to 1 to obtain a speed variation in the ratio 1 to 3, by two armatures connected in series having one one width of iron 1 L = 0.58 L and the other # 3 0.42 L.
By weakening the field of the two armatures connected in series in the ratio 1 to 1 (i.e. 1 to 0.58), we
1.73 gets all speeds from minimum speed up to 1.73 times that speed. By disconnecting the armature of iron width 0.42 L and using only the armature of iron width 0.58 L, the field of the latter can be weakened again in the same ratio of 1 to 1
1.73 (or 1 to 0.58) and we thus obtain all the speeds from 1.73 times the minimum speed to 1.73 # 2 equals 3 times this minimum speed.
We have therefore achieved a speed ratio of 1 to 3 by increasing the reactance voltage only in a ratio of 1 to 1.73 with respect to the already reduced full field voltage of the armatures of reduced iron width, and the running stability was only reduced in the ratio of 0.58 instead of being in the ratio of 1 equals 0.33.
This arrangement, which therefore considerably reduces the factors: reactance voltage and instability which oppose the production of motors with a very large speed variation by weakening of the field, will make it possible to produce motors with speed variation between very large limits. more extensive than the limit variations that can be achieved by single motors.
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A variation in the ratio from 1 to 9 corresponding to two variations in the ratio from 1 to 3 could for example be achieved. We would constitute the motor of two armatures of iron width 0.666 L and 0.333 L connected in series; by varying in the ratio from 1 to 0.333 the field acting on the two armatures, we would obtain the speeds in the ratio of 1 to 3, then by disconnecting the armature of iron width 0.666 L and using only the armature of width of iron 0.333 L we can vary the field of the latter in the ratio of 1 to 0.333 and obtain all the speeds from 3 times the minimum speed up to 9 times this minimum speed.
The armature not used in high speed regimes can be mechanically decoupled for these regimes; is kept rotating, the commutator brushes can be raised by hand or mechanically by an automatic device.
In the systems described above, the two armatures can be enclosed in the same envelope so as apparently to form only one motor or could belong to two motors which are distinct from one another.
When one of the armatures is switched off, it is also possible to arrange for the inductor corresponding to this armature to also be switched off.
It is also possible according to the invention to reduce the variation in field necessary to obtain an extended variation in speed by suitably proportioning the width of the two armatures and by using these two armatures one after the other. This is how oh can get a slow speed range using the two armatures coupled in series, a medium speed range using the armature
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the wider such as 2 and a high speed range using the narrower armature such as 3.
To allow the progressive graduation of the speeds, according to the invention, the following considerations must be taken into account: when the two armatures coupled in series rotate in the maximum field, their speed is N.
If we simultaneously weaken their inducing field in the ratio of 1 to a, these two armatures take a speed corresponding to aN. If we want the armature 2 of width 91 to give a full field speed equal to aN, it is necessary that 1 = il. Reducing the field in the same ratio to N from 1 for armature 2 operating alone will lead to a new speed equal to a2N. If we want the armature 3 working alone to give the speed a2N in full field, it is necessary that 1 / a2 = # 2 / L. These two conditions are met when # 1 = 0.62 L = L / 1.62 and when # 2 = 0.38 L = 0.62 L / 1.62.
By varying the inducing flux from 1 to 0.62 acting on the armatures coupled in series, all the speeds are obtained from the minimum speed N up to 1.62 N; by varying the flux acting on armature 2 alone from 1 to 0.62, all the speeds are obtained from 1.62 N up to (1.62) 2N = 2.6 N. By varying from 1 to 0.62 of the flux acting on armature 3 alone we obtain all the speeds from (1.62) 2N to (1.62) 3N = 4.25 N.
It is therefore possible, for this most favorable case, to obtain by successively using the two motors into which the single motor has been broken down, a speed variation from 1 to 4.25 by three successive field variations from ratio 1 to 0.62 instead of two successive variations of ratio 1 to 1 = 1 to 0.48 when only two are used
4.25
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ranges as it was explained at the beginning of this description, which again gives a new gain, compared to this first system of (0.62 = 1.29) approximately 30% on the voltage of
0.48 reactance and on instability.
The distribution over three ranges can be used as described above for speed ratios other than 1 to 4.25 but, in this case, it will be necessary to combine the widths of the two armatures into which the single motor action and ranges of variations; the sum of the two widths of iron may be somewhat greater than that of the corresponding single motor, and the 3 ranges of variations may differ somewhat from each other in extent.
It should be noted that the division of the motor in two of small iron width, allows to charge more the copper of the motors at low speeds, because the cooling surface of the two armatures is greater than that of a single armature. large iron width.
As regards the efficiency, that obtained for the low speeds, for which the two armatures are used, can be from one to two percent lower than that of the single motor; but the efficiency at high speeds for which only one of the two motors is used is rather higher than that of the single motor, even when driving the other motor without load, the brushes of which are raised by hand or automatically.
In the above, the single armature has been divided into two armatures of the same diameter and unequal widths, all other things being equal.
But we could also modify one of the two constituent motors: for example, the motor intended to remain alone
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in service for high speeds could be provided with compensating winding in the pole pieces, while the other armature, which operates only at low speeds and therefore has easier switching, could not be provided with such winding; the two motors could even have different characteristics such as the diameters and width of armature iron, the number of poles and notches;
it suffices that the two armatures are proportioned to, being connected in series, absorb the full load current under the full supply voltage at the minimum speed, and that one of these motors can be connected alone to the network to absorb the same current at the same voltage, at a speed between the maximum speed and the minimum speed, the intermediate variations being obtained by variation of the field acting on the two connected armatures or on the armature remaining in service at high speeds, by range of variations substantially equal, making it possible to use the same field regulator in these ranges of variations.