BE644946A - - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K49/00Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
    • H02K49/02Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 
 EMI1.1 
 



  IIIU..pol1t1t".r1att\U" 4..,1 te..e" , 
 EMI1.2 
 La concerne un dispositif variateur à si permettant un réglage continu de la vitesse de rota  ':;'tiod' d un arbre de commande. 



  ÉSi3 ans les dispositifs ou appareils utilisateurs de fer- tels que les mchines-outils, appareils de levage, ';dipoaitit ae locomotion ou de traction etc,et-le 'Plus 'ou- 4atnt 11  st ràcoosairi de pouvoir msttrs en oeuvre le couple vaoteur sous un régime de vitesse essentiellement variable@ Or, Su plupart des rnehinea disponibles comme Mure  de force no- ;V ont été conçues pour tourner normalement entre les liai- Êtes relativement étroites d'une plage de viteaae bien détermi- ;';l.p6e vitesse pour laquelle elles atteignent un rendement :f maximum, tandis qu'en dehors de cette plage leur rendement se ::;

  d6t6riori rapidement, les perlât augmentent outre Maure, ces 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 pertes se traduisant par un   échauffement   parfois Intolérables 
Cet inconvénient devient d'autant plut grave que la vitesse d'utilisation est plus faible, or, en pratique il est 
 EMI2.1 
 <souvent indispensable de pouvoir disposer d'un oouple oonaid6  rable non seulement au ralenti, mais surtout à   l'arrêt)   lors-   qu'il     l'agit   de faire démarrer un outil ou autre appareil d'utilisation. 



   On sait par exemple que les moteurs synchrones ne peu- vent strictement tourner qu'à la vitesse du synchronisme 
 EMI2.2 
 etest-à-dire à une vitesse rigoureusement égale à celle du champ tournant. Les moteurs d'induction asynchrones permettent un certain glissement entre la vitesse de l'induit et celle du champ tournant, mais au-dessus d'une certaine valeur de ce glissement, le couple disponible diminue fortement, pour atteindre une valeur minimum, lorsque le   glissement   est de 100%, 
 EMI2.3 
 e'eat-a-dire lorsque l'appareil commande se trouve à l'arrêt et qu'il s'agit de le faire démarrer, Si le démarrage, comme   o'eat   souvent le   cas,   doit pouvoir t'effectuer   août   pleine char- ge,

   il est évident qu'au démarrage le couple moteur doit être au moins égal h celui développé à la   vitesse   de régime. 
 EMI2.4 
 



  ''##,. Par contre les moteurs électriques à excitation série,   agile   conviennent souvent aux   dispositifs   de traction,   notas*     ment   en raison du fait   qu'ils   développent un couple   maximum   
 EMI2.5 
 içiv; au démarrage, dans d'autres cas ils sont rejeter du fait que, ;ßaaha charge, il* risquent de e'eaballer. 



  :Jy Des difficultés du Berne genre se présentent dans #utilisation des moteurs à combustion interne, à earburateur ; ,ou à injection directe, des turbines @te*## toutes machines qui, .: r si elles sont d'une grande efficacité à la vitesse de régime, sont pratiquement Inutilisables au ralenti* Dans tous ces cas ' r l'on se trouve réduit à là nécessité d'insérer, dans le sys.

   artrthme de transmission de la force motrice, un dispositif de chan- ge nt de vitesses, c'est-à-dire un système d'engrenage* 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 
 EMI3.1 
 r6duoteure muni d'un d1.po.it1t sélecteur permettant de choisir le rapport de démultiplication voulu, 
Comme un tel dispositif ne peut pas être manipulé tous charge, il est nécessaire de le compléter par un dispositif de débrayage permettant la séparation temporaire de la force mo- 
 EMI3.2 
 trio* et la ré"application progressive de calla-ci au moyen d'un frottement croissant, chaque fols qu'il est nécessaire de chan- ger le rapport de démultiplication.

   Or, le dispositif de change- ment de vitesses aussi bien que le dispositif de débrayage 
 EMI3.3 
 sont des mécanismes asses délicats, sujets à l'usure et .x1. 
 EMI3.4 
 géant un entretien rigoureux, lequel cependant ne peut pas garai- 
 EMI3.5 
 tir une absence totale de panne. facheuaea. De plus et surtout, ce dispositif connu ne permet qu'un réglage de la vitesse par paliers, le plus souvent en nombre très réduit, ce qui ne con-   stitue   qu'une solution de compromis du problème formulé. 
 EMI3.6 
 



  Pour échapper à cette difficulté l'on a été amené a prévoir individuellement pour chaque utilisation un moteur spé- 
 EMI3.7 
 o1ali.4. dont les caractéristiques de réglage s'adaptent le mieux possible à ladite   utilisation*   Il est pourtant évident 
 EMI3.8 
 que, du point de vue économique, il serait beaucoup plus 1nt4re,. 



    /.'- tant   de pouvoir   disposer     d'une     source   commune de force motri- 
 EMI3.9 
 ri, /ce soue forme d'un moteur de puissance suffisante, à bon ren- demnt, tournant en permanence en régime de vitesse normal, sur   .,.laquelle   peut être   branche,     respectivement     débranché$   à volonté   .,dans   des limites   données,   tout appareil d'utilisation   quelconque*   A cet effet il faudra pouvoir   disposer   d'un dispositif variateur de fréquence permettant un réglage continu de la   vitesse   dans une plage   substantiellement   plus large, s'étendant préférable. 
 EMI3.10 
 



  ' ment de zer0( osestoà-dire de l'arrêt complet de l'appareil commandé, jusqu'à une vitesse maximum. i On connaît déjà de tels dispositifs variateura de vie toise# dont certaine ont trouvé application dans la technique 

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 des véhicules automobiles, Il s'agit de dispositifs mettant en oeuvre soit des moyens hydraulique*, soit des moyens mécaniques sous forme de courroies trapézoïdales ou autres, prenant appui sur deux pairede poulies coniques à diamètre réglable, dont l'une est solidaire de l'arbre de commande, tandis que l'autre est solidaire de l'arbre commandé* En raison de leur somplexité et notamment aussi celle des moyens nécessaires pour effectuer le réglage, leur mise au point délicate et leur prix de revient élevé, l'application de ces dispositifs reste limitée.

   Quant à la technique des machines   électriques,   les dispositifs de ré- glage de la   vite...   connus dans ce domaine sont constituât par des groupes de machines couplées mécaniquement et électrique- ment lesquels, s'ils permettent un réglage souple par des moyens simples et robustes$ sont néanmoins assez encombrante et coûteux. 



   Dès   lors,     l'Invention   a pour objet un nouveau type de variateur de vitesse sous forme d'un dispositif très Simple et robuste, de   nature h   permettre une fabrication économique et un montage facile et rapide, ce dispositif étant tel qu'il per- met un réglage très précis, pratiquement   sans   inertie, de la vitesse de l'arbre commandé sur toute valeur utile dans une large gamme comprise entre zéro et une valeur maximum, légère. ment en dessous de la vitesse du synchronisme, tout en assu- rant, mime pour les vitesses les moins élevées, y compris la vitesse   zéro,   la transmission d'un couple moteur utile   appré-     ciable;

     de plue le moyen de réglage est d'une simplicité telle que l'on peut envisager, sans aucune difficulté, une commande à distance de ce dispositif  
A cet effet, selon l'invention, ce nouveau variateur de   vitesse   se présente nous forme d'un dispositif d'accouple- ment électrodynamique entre deux arbres alignât, respective- ment l'arbre de commande et l'arbre commandé j   oe   dispositif com- 

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 port* tint partit inductrice   montée     'on   bout de l'un   desdits   ar- 
 EMI5.1 
 bree et agencée de manière à créer, en coopération avec des   moyens d'alimentation   en courant continu, un champ magnétique d'intensité réglable, solidaire de ladite partie   inductrice,

     ainsi qu'une partie induite montée en bout de l'autre desdite arbres et agencée de manière à pouvoir   constituer   le   siège   de courante électriques induite par le mouvement relatif entre le- dit champ magnétique et ladite partie induite,   Sans   ce   dispositif   d'une façon   semblable   au fonction.*   rament   d'un moteur d'induction asynchrone, les courante induite donnent lieu à un nouveau champ   magnétique.   Ce sont alors les actions réciproques de ce champ magnétique et du champ   indue-     'tour,   qui provoquent l'entraînement de la partie induite par la partie inductrice ou inversement, sans qu'il n'y ait aucun contact ni frottement mécanique entre ces deux parties. 
 EMI5.2 
 



  '.¯ On comprend que l'effet produit par l'interaction en- . tre le champ inducteur et le courant induit, et partant le cou- plue moteur transmis, sont fonction à la fois de l'intensité ;'>) dudit champ inducteur et de celle dudit courant induit. Or J d'une façon qui sera exposée dans la suite de cette descrip- V tlon, l'intensité du courant induit dépend de l'intensité du ? champ inducteur et de la vitesse du mouvement relatif de celui- -ci par rapport à la partis induite, a'est-dire aussi du <lis<* vHmsnt de l'arbre commandé par rapport à l'arbre de commands, s'' pli u-Dè a lors, si a partir d'un certain régime, dans lequel une ohar-   'Ce   déterminée est   entraînée a   une vitesse donnée, l'on diminue   l'intensité   du champ inducteur,

   le couple transmis tend à diminuer et l'arbre commandé ralentit de manière à augmenter 
 EMI5.3 
 glissemnte L'accroissement du glissement tend h compenser /l'affaiblissement du champ inducteur, de sorte qu'un nouvel état d'équilibre s'installe à une vitesse plus petite. De   même,   
 EMI5.4 
 i.

   lorsque pour une charge donnée, l'on augmente le champ indue- 

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   leur,   il en   résulte   un nouvel état   d'équilibre à   une vitesse plus grande de l'arbre commande, Il s'ensuit que par le réglage de l'Intensité du champ inducteur il est parfaitement possible de régler la vitesse de l'arbre commandé à toute va- leur désirée entre   @éro   et une valeur maximum, légèrement en dessous de la vitesse du   synchronismes   
Dans une réalisation pratique de l'invention,   @e   dis- positif   d'accouplement   électrodynamique comporte deux parties coaxiales dont l'une entoure l'autre, ces deux parties étant montées coaxialement en bout de l'arbre de commande,

   respecti- vement en   bo"t   de l'arbre commande, l'une desdites parties coaxiales étant munie d'enroulements d'aimantation   suscepti.   bles, en coopération avec lesdits moyona d'alimentation en cou- rant continu, de créer un flux magnétique, dont les lignes de force pénètrent, au moins partiellement, dans l'autre desdites parties coaxiales, celle-ci comportant des circuits conducteurs   fermés,   susceptibles d'être le   siège   de courants électriques induite par le mouvement relatif entre le champ magnétique pro- duit par lesdits enroulements solidaires de ladite première par- tie, et lesdits circuits conducteurs solidaires de ladite   deu-   xième partie.

   Lesdits enroulements d'aimantation sont reliée à : une source de courant continu par un circuit électrique compor- tant des moyens de réglage dudit courant d'aimantation. 



   Comme dans toutes les machines   électrique,   en vue de renforcer le flux   magnétique   autant que possible, il importe qu'aussi bien la partie inductrice que la partie induite   soient   réalisées en une matière à forte perméabilité,   généralement   une matière ferromagnétique telle que le fer au   silicium@   
Pour permettre aux courants Induite - qui ne sont en nomme rien d'autre que des courante de Foucault - de circuler dans l'induit, il suffirait de   réaliser   celui-ci en forme d'un bloc massif de fer ou toute autre matière à la fois conductrice 

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 et ferromagnétique,   Cependant,   dans ce cas   l'intensité   des courant.induits et, partant,

  le couple transmis se troue- ' raient sensiblement affaiblie par la résistivité relativement très élevée de cette matière* Pour cette raison il est   préfé-   rable de constituer lesdits circuits conducteurs   fermé*    par des   , barre.   ou des fils en cuivre ou tout autre matériau de bonne conductibilité, logis dans des encoches ou passages générale-   . ment   parallèles h l'axe longitudinal du dispositif ,   ménagés   dans la masse de ladite partie induite.

   En outre,en vue de localiser les courants induits dans lesdites barrée ou fils de . cuivre, de la façon usuelle au moins ladite partie induite se- ra préférablement constituée   d'un   empilage de tôles minces, dans lequel, de distance en distance, l'on pourra prévoir des cales pour former, dans ladite masse, des canaux de ventilation. 



   Comme on le voit, l'agencement de ladite partie   indui-   te est donc généralement semblable à celui du rotor d'un mo. teur d'induction asynchrone, Comme dans celui-ci les barres ou filspeuvent être relira entre eux soit de manière h former un enroulement ondulé   fermé,   soit de manière à former un   @noua-   ble dit "cage d'écureuil*1, soit encore de toute autre manière propre à former des boucles fermées dont la largeur est prête* rablement à peu près égale au pas polaire. 



   D'autre part,   l'agencement   de la partie inductrice   se-   ra généralement semblable a celui de l'inducteur d'un alternat  teur. Notamment cette partie pourra être réalisée tous forme   / d'une   roue polaire comportant un certain nombre de paires de pôles saillants, répartis uniformément sur le pourtour de   la-   dite roue. 



   Comme il a été dit plus haut, les caractéristiques des moteurs d'induction asynchrones du type classique sont généralement telles, qu'à mesure que le glissement augmente, le couple transmis à l'arbre commandé augmente d'abord jusque 

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 une valeur maximum, qu'il atteint déjà pour une valeur   assez   faible du   glissement,   pour diminuer ensuite progressivement vers une valeur assez réduite correspondant à un glissement de 100%.

   Or, une telle caractéristique, dans le cas d'un varia- teur de vitesse, serait peu appropriée ,   l'objectif   de permet- tre un réglage souple dans une plage de vitesse aussi large que possible* 
Pour mieux atteindre ce but, selon une caractéristique importante de l'invention, il convient de conditionner la par- tie   induite,   et notamment les circuits conducteurs fermés soli- daires de   celle-ci,   de telle façon que le couple d'entraînement agissant sur la partie commandée soit une fonction monotone croissante à partir de zéro pour un glissement de 0% jusqu'à atteindre sa plus grande valeur pour un glissement de 100%. 



   Ce conditionnement peut consister pur exemple à con-   etituer   et à disposer les circuits fermés d'induction de manie  re à minimiser le rapport   self /résistance   desdite circuits, 
Egalement il est possible de constituer plusieurs circuits de caractéristiques différentes entre lesquels le courant induit se distribue différemment selon que le glissement est faible ou élevé.

   Une telle disposition est connue et a été appliquée   -   notamment dans les machines Boucherot du type gamma, 
Du fait que les courants induits dans la partie indui- te peuvent être importants de façon à dégager des quantités de   chaleur     appréciables,   cette partie sera   généralement   plus chaude que la partie inductrice, Quoique, pour le principe de fonctionnement du variateur, il soit indifférent si c'est l'in- duit qui entoure l'inducteur ou inversement, selon l'invention il sera préférable de disposer l'induit à   l'extérieur   en vue   d'en   augmenter non seulement la surface de refroidissement mais également la vitesse linéaire par rapport h l'air ambiant. 



   Enfin il convient d'observer qu'en vertu du principe 

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 EMI9.1 
 de l'eealite de 1 letton et de la réaction, il est évident ; que le dispositif variateur ainsi constitué peut être utilisé aussi bien dans l'un que dan l'autre sens, etent-à-dire qu'ln-   différemment   l'inducteur peut être solidaire de l'axe de com- mande ou de l'axe commandé, 
Il   est     également   évident que le dispositif$ tel qu'il vient   d'être   décrit, peut être réalisé sous des   forma   et dans des dimensions   essentiellement     variables,   suivant la conforma- tion, la disposition et la position relative des parties con- 
 EMI9.2 
 etitutivee, respectivement au prorata des applications envi sa  î.6as,

   De plus$ ce dispositif pourra être complété par toute ,'disposition   accessoire   ou subsidiaire utile, 
 EMI9.3 
 i Otest donc à simple titre d'exemple illustratif, sans aucune limitation de l'invention, que sera   décrite ci-après   plus en détail une réalisation d'un dispositif variateur de vitesse selon l'invention en se   référant   aux dessins   annexés,   dans   lesquels!   
 EMI9.4 
 la figure 1 schématise une section axiale de et dis- positif variateur de   vitesse;   la figure 2   est   une   section   radiale selon la ligne   11-11   
 EMI9.5 
 dans la figure 1;

   ." les   figures   3 et 4 sont des   diagrammes     nécessaires   pour   expliquer le     fonctionnement   du   dispositif   selon   l'invention@   
 EMI9.6 
 Dans l'exemple schématisé* aux d t)ins,le dispositif ?A- . ' ' variateur de vitesse selon l'invention est essentiellement ,""'Oonstitu4 par deux parties coaxiales$ respectivement la partie Inductrice 1 entourée par la partie induite, montées ocaxiale- mont en bout de deux arbres alignés 3rerpeativement dont l'un est l'arbre de commande et l'autre est l'arbre commandé  #:; Quoique la coopération de ces deux partie est telle que l'en  semble peut Otto utilisé soit dans l'un soit dans l'autre sens pour simplifier l'explication du fonctionnement l'on suppose que % : . 



  .; : , 

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 EMI10.1 
 l'arbre 1 solidaire de la partit inductrice JL soit ltarbre de commande, et que   l'arbre   solidaire de la partit induite 2 toit l'arbre commandé. De façon correspondant , par 5 est indiqué un dispositif moteur,par exemple un moteur électrique ou un moteur      combustion interne, qui entraîne en rotation ledit arbre de commande 3, tandis   que 6.   symbolise une charge quelconque, par exemple un   générateur   ou une machine-outil, entraînée par l'arbre commandé   ,   
 EMI10.2 
 Dans l'exemple choisi la partie inductrice a été réali- sée sous forme d'une roue polaire comportant une Jante   cylin-   
 EMI10.3 
 drique 7.9 pc.r exemple en acier doux coule, fixée sur l'arbre 3 par l'intermédiaire d'un moyeu 8,

   et sur laquelle sont mon- 
 EMI10.4 
 tdes radialement plusieurs paires de p8les rapportés, en lboo- ourrence 4 paires, respectivement 2-IQ# 11-11, 3, et 11-Me Chacun desdite pôlei inducteurs comporte un noyau, préférable- ment en tôle feuilletée en acier, sur lequel est bobiné un enroulement d'aimantation tel que 9', dans le but de   produire,   dans ledit noyau, un flux magnétique   inducteur.   Les   bobine.   
 EMI10.5 
 de tous les pôles inducteurs 1. sont reliées en série, de telle façon qu'un courant circulant dans le circuit qui re- 
 EMI10.6 
 lie entre elles lesdites bobines, produit dare les pblet tueu C.,11tl des flux alternativement dans l'un et dam l'autre liai, de manière a présenter vers l'extérieur altlrnat1yoment un pal. 



  Nord et un pale Sud. Le flux lU1&1\dtiqu. ainsi oré par  omple dans le   noyau .21   se dirige veto l'extérieur, pour pénétrer dans la partie en forme de cylindre creux      de la partie induite 2, où il se divisé en deux parties égales, dont l'une se dirige vers la gauche pour retourner par la partie adjacente du noyau 
 EMI10.7 
 Il et par la jante Zg tandis que l'autre partie et dirige vers la droite pour retourner par la partie adjacente du noyau 10 et la même jante 7, vers l'origine du pale 9. 
 EMI10.8 
 



  J , Sur la face d'about de ladite jante Z, du cdtf. gauche, 

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 est rapporté un anneau   .la   en matière isolante, dans lequel sont noyées deux bagues   12-2Û concentrique!,     auxquelles   sont raccor- dés respectivement les deux bouta du circuit d'aimantation re- .liant entre elles les bobines   inductrices.   Le courant d'aiman- tation est fourni par une source extérieure fixe de courant   continu,     schématisée   par 21 dans la figure 2,   d'où   il est ame- né au travers d'un rhéostat 22 au circuit d'aimantation, par      ,

   l'intermédiaire d'une paire de balais 23-24 frottant   respecti.   vement sur les bagues 19 et 20 solidaires de la partie   inductri-   ce le Le rhéostat permet de régler l'intensité du courant d'ai- mantation et, par là, celle   de    flux magnétiques engendrés par les bobines inductrices* La partie induite 2 comporte une coquille cylindrique 
17, montée sur   l'arbre   par l'intermédiaire d'un moyeu 25. 



   Bien que dans le dessin cette partie soit représentée très aohématiquement sous forme d'une pièce massive, généralement en fer ou acier doux ou toute autre matière ferro-magnétique convenable, en vue de bien localiser les courants Induits dans des circuits rapportée réalisés en une matière de meilleure con-   ductibilité,   il est préférable de constituer au moins la partie intérieure de la couronne cylindrique, en regard de la surface   périphérique   de la roue polaire 1, de la   façon   connue dans la technique des machines à courant alternatif, par un empilage de tôles découpées et isolées l'une de l'autre. 



  Comme représenté très schématiquement dans les dessins, ces circuits rapportés de bonne conductivité sont par exemple constituée par des barres ou fils en cuivre, aluminium ou toute autre matière de bonne conductibilité, reliées entre elles de manière à former un ou plusieurs circuits fermés en court-oir-      cuit. Préférablement ces barres ou fils sont logés dans des encoches ou passages parallèles à l'axe du dispositif,   ménagés   dans la surface   intérieure,   respectivement dans l'épaisseur 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 de ladite pièce cylindrique 17.

   Pour le logement desdits tilt ou barres dans la couronne cylindrique et pour leur   interconne-   xion de manière à former un ou des circuits   fermât,   toute disposition connue dans la technique des machines asynchrones et appliquée notamment dans les rotors de ces machines pour- ra être employée, Ainsi par exemple l'on peut constituer des bouclée formées en forme d'un enroulement ondula, ou bien des dispositifs à cage d'écureuil simple$ double ou multiple, 
Le fonctionnement du dispositif ainsi constitué peut se résumer comme suitlorsque l'ensemble de l'arbre 3, la pièce 1, les   p8les   9-16 avec leurs bobines est entraîna en rota- tion par le dispositif moteur   ,   le champ magnétique créé par la circulation du courant continu d'aimantation dans les bobi- nes telles que   ;

  ,,   et dont la configuration générale a été indi- quée plus haut, reste solidaire dudit ensemble tournant, et se présonte donc nous forme d'un champ tournant, qui agit sur la partie adjacente de   l'induit   exactement de la même façon comme le champ tournant produit par le stator d'un moteur d'induction asynchrone agit sur le rotor. Pour que ce champ tournant puisse agir sur la partie induite solidaire de l'arbre entraîna 4, il est nécessaire que la vitesse de rotation de celle-ci soit in-   férieure à   celle du champ tournant, car si elle lui était égale, le champ inducteur serait fixe par   rapport h   la   nasse   de l'induit et aux circuits conducteurs qui en sont   solidaires    et n'y   in-   duirait aucun courant. 



   Comme il y a toujours,   même à   vide, un faible couple résistant, la vitesse de l'induit sera toujours inférieure à celle du champ tournant, c'est-à-dire il y aura toujours un cer- tain glissement, ou mouvement relatif entre celle-ci et celui-là. 



  Si l'on continue à augmenter la charge, le glissement augmente de plus en plus; ceci revient à dire que, pour une Intensité don- née du champ magnétique, la vitesse de l'arbre commandé est plus      

 <Desc/Clms Page number 13> 

 
 EMI13.1 
 faible 1 mesure que le couple à transmettre cet plus grand, 
En effet, on fait que le couple   agissant   sur l'arbre commandé 
 EMI13.2 
 est proportionnel, à la foie, a l'intensité* du courant induit et à celle du champ magnétique tournant. Pour augmenter le cou- 
 EMI13.3 
 ; pie il faudrait donc que le courant induit augmente dans la même   proportion,   faute de quoi l'arbre commandé ralentit. Or, par ce   ralentissement   le   glissement   augmente et par conséquent le cou- rant induit devient plus fort.

   D'autre part, si pour une charge donnée l'on diminue   l'intensité   du champ inducteur, l'arbre 
 EMI13.4 
 v ';! commandé doit ralentir, jusquth ce que l'affaiblissement dudit champ soit   compensé   par une plus grande   Intensité   du courant induit, Il   s'ensuit   qu'en   agissant,   au moyen du rhéostat 22, sur le courant   d'aimantation   et par lh sur l'intensité du champ 
 EMI13.5 
 inducteur, on peut régler la vitesse de l'induit.

   Ce tnoyen de réglage est très simple et peut facilement être contrôle a dis- tance ou bien par un   système   de réglage automatique, En vue de pouvoir apprécier l'ampleur de   ce   réglage 
 EMI13.6 
 l'on va se référer au diagramme de la figure 3, Ce diagramme relevé, pour un moteur d'induction classique, la courbe du couple C développé à l'arbre commandé en fonction de la vitesse c'est-h-dire du nombre de tours par minute n de l'arbre commande, >;, et cela pour trois différentes valeurs it2 x3 du flux   .!; magnétique,   formant une   progression     croissante.   On observe que 
 EMI13.7 
 %' n # 0 correspond à un glissement de 100%. Si le nombre de tours ',,".Par minute du champ tournant est désigné par M, un glissement de 'r:. 0 correspond a n # il. 



  If, On constate qu$k partir d'un glissement de 0%, le -.couple disponible s'accroît quasi-lindairementt à mesure que -;-t.;,7,e glissement augmente, jusqu'à une valeur maximum, pour n a illl pour diminuer ensuite progressivement jusqu'à une valeur minimum qui est atteinte pour na0t c'est-à-dire l'arrêt total de l'arbre commandé. On   suppose   que le couple   résistant   soit égal à co, 

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 indépendant de la vitesse de rotation. Tant que le couple   dispo-   nible est supérieur au couple résistant l'arbre commandé subit une accélération) tant que le couple disponible est inférieur au couple   résistant,   l'arbre commande ralentit.

   Il s'ensuit que, tant que l'on se trouva à droite du maximum le régime d'équilibre est représente par le point d'interseotion P entre la courbe et la ligne horizontale Co. 



   Ce point d'intersection, désigné par P2 pour la courbe correspondant à un flux   #2     glisse   vers la droite lorsqu'on augmente le flux, pour   atteindre   le point p3 pour un flux égal 
 EMI14.1 
 h d ; par contre il glisse vera la gauche pour arriver dans le point Pli lorsqu'on diminue le flux jusqutk Cï.

   le On voit donc qu'il est possible de régler la vitesse par le flux dans une plage comprise entre n # n1 et n # Ne A gauche du maximum, etest-à-dire pour des vitesses intérieures à nl' un réglage stable n'est pas possible* Au démarrage, c'est-h-dire lorsque n # o, il faudra d'abord aug* monter le flux, jusqu'à ce que le couple disponible dépasse le couple résistant Col supposons que le flux soit réglé à 4 34 
Alors l'arbre commandé t'accélère jusqu'à atteindre le régime   caractérise   par p3. Il faut alors re-diminuer le flux pour rêve* nir par exemple au régime p2. 



   On constate donc qu'une courbe de cette allure est peu convenable pour le but envisage. Pour réaliser   une   gamme de ré- 
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 ; glage s'étendant substantiellement entre 0% et 100 de glisse- . ment, il faudrait déplacer le maximum vers la gauche 3uaqu' réaliser une courbe de l'allure représentée dans la figure 4, Or, l'emplacement de ce maximum dépend du rapport aslf/rdais tance du circuit fermé, respectivement des circuits fermés,   dans   
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 lesquels circule le courant induit. Dans les moteurs k indue- tion classiques ce rapport est relativement élevé.

   Dans le cas du variateur de l'invention il faudra diminuer ce rapport, soit 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 en diminuant la self, soit en augmentant la   résistance   ohmique, soit On prenant   le*   deux mesures à la rois. si l'on augmente la résistance ohmique, il en résulte uniformément un   affai-     blissement   du couple disponible, qui devra être compensé par une augmentation correspondante du champ magnétique. Il est donc de toute façon préférable de minimiser la self, ce qui peut être réalisé en logeant les barres ou fils de. circuits induits dans des encoches peu profondes aussi près que possible de la surface intérieure de la partie cylindrique 17 de l'in- duit. 



   Un autre moyen pour réaliser une courbe d'une allure similaire à celle   représenté@   dans la figure 4 consiste à fai- re usage de deux ou de plusieurs cages d'écureuil concentriques tels qu'on les utilise dans un moteur à induction Boucherot du type gamma. 



    ''   Il est évident que l'invention   n'est   nullement limitée à la réalisation décrite   ci-dessus   à titre d'exemple et   illus-     tré@   dans les dessins annexés, étant donné que tant la con- formation que la position relative   des   parties constitutives   ;

   . sont     infiniment     Variables,   Egalement on comprendra que ce dis- positif pourra être complété par toute disposition accessoire utile telle que   moyens..de     refroidissement,     dispositif  de sécuri- té   etc..   On pourra avantageusement l'appliquer toit oomme variateur'de   vitesse,     loit   comme   frein, soit     enoore   à   tout..   



  'autres fins équivalentes. 



   L'invention concerne toute. les   réalisations   et toute. les variante. pour autant qu'elles s'inscrivent dans l'inter- prétation   aussi   large que   possible   des revendications suivantes. 



    : REVENDICATIONS. :YEND- ATI ONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 1.- Dispositif variateur de vitesse, caractérisé en ce qu'il se présente loua forme d'un dispositif d'accouplement -électrodynamique entre deux arbre.
    alignée, ledit dispositif <Desc/Clms Page number 16> comportant, fixée sur l'un desdits arbres, une partie inductri- ce agencée de façon à créer un champ magnétique solidaire de ladite partie inductrice et, fixée sur l'autre desdits arbres, une partie induite agencée de manière à pouvoir constituer le siège de courants électriques Induits par le mouvement relatif entre ledit champ magnétique et ladite partie induite, la susdite partie inductrice étant en relation avec des moyens d'alimentation en courant continu permettant un réglage de l'intensité dudit champ magnétique, 2.- Dispositif variateur de vitesse,
    caractérisé en ce qu'il se présente sous forme d'un dispositif d'accouplement électrodynamique entre deux arbres alignés, celui-ci étant sub- stantiellement constitué par deux parties coaxiales et montées coaxialement respectivement en bout de l'arbre de commando et en bout de l'arbre commandé, l'une desdites parties coaxia- les étant munie d'enroulement.
    d'aimantation susceptibles de créer un flux magnétique, dont les lignes de force magnétique se ferment, au moins partiellement, au travers de la masse de .l'autre desdites parties coaxiales, celle-ci comportant des circuits conducteurs fermés, susceptibles d'être le siège de courants électriques induits par le mouvement relatif, entre le champ magnétique produit par lesdits enroulements solidai- res do ladite première partie, et lesdits circuits conducteurs solidaires de ladite deuxième partie, lesdits enroulements étant reliés l'une source de courant d'aimantation continu pour un circuit électrique comportant des moyens de réglage dudit courant d'aimantation.
    3.- Dispositif variateur de vitesse selon les revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites parties coaxia- les respectivement inductrice et induite sont disposées substan- tiellement l'une autour de l'autre.
    4.. Dispositif variateur de vitesse selon la revend!- <Desc/Clms Page number 17> cation 3, caractérisé en ce que la partie inductrice, respec- tivement créatrice du champ magnétique inducteur, est substan. tiellement entourée par la partie induite, Dispositif variateur de vitesse selon les revendi- cations 1 ou 2 et 3,caractérisé en ce que l'agencement de la partie inductrice respectivement créatrice du champ magnétique inducteur est généralement semblable à celui de l'Inducteur r d'un alternateur..
    6,- Dispositif variateur de vitesse selon les reven- dications 1 ou 2 et 3,caractérisé en ce que la partie indue- triée est réalisée sous forme d'une noue polaire comportant un certain nombre de paires de p8les magnétiques opposée répar- tis uniformément sur le pourtour de ladite roue, Dispositif variateur de vitesse selon les reven- dications 1 ou 2 et 3, caractérisé en ce que la partie indue ;
    triée est réalisée sous forme d'un tambour cylindrique compor- tant, sur sa surface périphérique, des encochez ou rainures s'étendant parallèlement à l'axe dudit tambour et dans les- quelles sont logées des barres de cuivre reliées entre elle* de manière à former des enroulements d'aimantation susceptible@ ' de produire un certain nombre de paires de pôles magnétiques opposés, uniformément répartis sur le pourtour dudit tambour* .'* 8.- Dispositif variateur de vitesse selon les revendi- cations 1ou 2 et caractérisé en ce que l'agencement de la partie.
    induite 'est généralement semblable à celui du rotor d'un !.. moteur d'induction asynchrone* 9.- Dispositif variateur de vitesse selon les reven- dications 1 ou 2 et 4, caractérisé en ce que la partie induite est 'réalisée sous la forme d'un cylindre creux dont la surface intérieure est munie d'encoches généralement parallèles à l'axe dudit cylindre, et dans lesquelles sont logées des barres cuivre ou toute autre matière de bonne conductibilité,
    reliées centre elles de manière à former dès circuits fermée suscepti- <Desc/Clms Page number 18> blés d'être le siège de courante induits par le mouvement rela- tif, par rapport auxdites barrée, du ohamp magnétique tournait* 10.- Dispositif selon les revendications 8 ou 9, caractérise en ce que la masse de ladite partie induite est constituée, de la façon usuelle, par l'empilage de tôles de fer au silicium, dans lequel sont éventuellement prévues des ca- les pour former, dans ladite masse, des canaux de ventilation.
    11.- Dispositif variateur de vitesse selon la revendi- cation 2 et l'une des revendications ? à 7, caractérise en ce que dans le circuit reliant le montage en série des enroule- ments d'aimantation de la partie inductrice, par l'intermédiai- re de bagues et de balais, à la source de courant d'excita- tion, est insère au moins un rhéostat permettant le réglage de l'intensité dudit courant d'excitation et, par la, de celle du champ magnétique inducteur* 12.- Dispositif variateur de vitesse selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que les caractéristiques, notam- ment l'impédance, desdits circuits conducteurs fermés solidai- res de la partie induite sont telles,
    que le couple d'entra!. nement agissant sur la partie commandée est une fonction mono- tone du glissement de l'arbre commande par rapport l'arbre ; de commande, en ce sens que ledit couple, à partir de zéro pour : . un glissement de 0%, monte uniformément, pour arriver a sa plus grande valeur au démarrage, c'est-à-dire à 100% de glisse- ment.
    13,- Dispositif selon les revendications 2 ou 9, carac- térisé en ce que lesdits circuits fermés sont constitués par des barres ou des fils en cuivre ou toute autre matière conduc- trice, logés dans des encoches prévues dans le pourtour de la partie induite et reliée entre eux de façon à former au moins un enroulement ondulé. <Desc/Clms Page number 19>
    14.- Dispositif selon les revendications 2 ou 9, caractérisé en ce que lendits circuits formés sont constituée par des barres en cuivre ou toute autre matière conductrice équivalente, logées dans des encochesou passages longitudinaux prévus dans ladite partie induite, et reliées entre elle. de manière A former un ensemble dit "cage d'écureuil".
    15.- Dispositif selon les revendications 2,9 et/ou 12, caractérisé en ce que lesdits circuits fermés sont consti. tués par un ensemble comportant au moins deux cages d'écureuil concentriques, similaires a ceux utilisée,dans le dispositif Boucherot du type gamma, et conditionnée et disposés de maniè- re h donner à la fonctionscouple d'entraînement/glissement une forme désirable au prorata de l'application envisagée.
    16,- Dispositif selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que surtout la partie induite compor- te tout moyen utile, tel que passages, perforations, rainures etc.. pour assurer une circulation efficace d'air ou d'autres fluides de refroidissements 17.- Dispositif variateur de vitesse substantiellement ',comme décrit précédemment et illustré, dans les dessins annexé..
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