Coupleur centrifuge pour moteur asynchrone polyphasé<B>à</B> démarrage automatique La présente invention est relative<B>à</B> un coupleur centrifuge pour moteur asynchrone polyphasé<B>à dé-</B> marrage automatique, ce coupleur comprenant un boîtier destiné<B>à</B> tourner avec le rotor du moteur ainsi qu'au moins un contacteur formé d'un certain nombre de contacts fixes, montés dans le bditier et solidaires de celui-ci, et d'un nombre correspondant de contacts mobiles réunis électriquement entre eux et portés par une pièce mobile supportée par<B>le</B> bditier de manière<B>à</B> pouvoir se, déplacer radialcment sous l'action de la force centrifuge,
cette pièce mobile étant sollicitée par des ressorts de rappel montés symétriquement par rapport<B>à</B> l'axe du déplacement de la pièce mobile.
Le coupleur précité est destiné<B>à</B> être associé<B>à</B> un moteur asynchrone polyphasé<B>à</B> démarrage auto matique qui comprend un rotor mixte, c'est-à-dire pourvu<B>à</B> la fois eune cage d'écureuil simple ou dou ble fournissant seule le couple de décollage et, par phase rotorique, d'un ou plusieurs bobinages pour le fonctionnement normal, disposés dans des enco ches<B>à</B> la périphérie dudit rotor.<B>Ce</B> coupleur centri fuge peut être prévu pour mettre en service la totalité des divers bobinages s'il<B>y</B> a un seul contacteur,<B>le</B> raccordement se faisant lorsque la vitesse du moteur a atteint une valeur suffisante par suite du couple<B>dû</B> <B>à</B> la cage,
soit encore une partie des enroulements rotoriques s'il<B>y</B> a plusieurs contacteurs. Lorsque. la vitesse augmente encore, un autre contacteur vient mettre une autre partie des enroulements rotoriques en service. On provoque donc chaque fois un couple supplémentaire qui s'ajo#ute <B>à</B> celui<B>dû à</B> la cage roto- rique et permet au rotor d'augmenter sa vitesse.
La présente invention a pour but<B>de</B> réaliser un coupleur centrifuge d'un fonctionnement sûr et de construction simple et robuste.<B>A</B> cet effet, le cou pleur centrifuge selon l'invention est caractérisé en ce que la pièce mobile susdite est solidaire d'au moins une lame élastique portant au moins un des contacts mobiles. De cette façon, les pressions<B>de</B> contact sont rendues indépendantes de la force centrifuge, donc des ressorts de rappel et de la masse<B>de</B> la pièce mobile supportant les contacts mobiles.
Les dessins annexés représentent,<B>à</B> tître d'exem ple, une forme<B>de</B> réalisation particulière<B>de</B> l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> est une vue en élévation d#un coupleur centrifuge.
La fig,. 2 est une vue en élévation du coupleur de la fig. <B>1,</B> qui a été retourné de<B>1800</B> autour de l'axe vertical<B>de</B> la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>3</B> est une vue en élévation d'un cou vercle destiné<B>à</B> être associé au bditier du coupleur des fig. <B>1</B> et 2.
La fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>5</B> est une vue partiellement en coupe<B>à</B> échelle agrandie, selon la ligne V-V de la fig. 1,# le bditi,er du coupleur de la fig. <B>1</B> étant fermé par<B>le</B> couvercle de la fig. <B>3.</B>
La fig. <B>6</B> est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la fig. <B>1,</B> le boîtier du coupleur étant repré senté fermé par son couvercle let entraîné par une broche d'entramement.
La fig. <B>7</B> est une vue de détail<B>à</B> échelle agran die, prise en coupe selon la ligne VII-VII <B>de</B> la fig. <B>1.</B> La fig. <B>8</B> est une vue de détail prise en coupe selon la ligne VIII-VIII de la fig. <B>1.</B>
La fig. <B>9</B> est un schéma électrique explicatif. Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues.
ge représenté comprend un Le coupleur centrifug boitier <B>1</B> en matière moulée isolante, destiné<B>à</B> rece voir un, deux ou trois contacteurs disposés<B>à</B> 1201, l'un de l'autre. On a prévu<B>à</B> cet effet trois évide ments<B>18, 19</B> et 20 dans le boitier <B>1.</B> On a supposé, dans l'exemple représenté, qu'il<B>y</B> a deux contacteurs <B>1</B> et II.
On décrira ci-après les divers éléments du contacteur I, le contacteur II étant composé<B>d'élé-</B> ments analogues<B>à</B> ceux du contacteur I, les éléments du contacteur II étant désignés par les mêmes réfé rences que les éléments correspondants du contac teur<B>1</B> mais affectés d'un indice<B>'.</B>
Le contacteur<B>1</B> comprend une pièce mobile 2, formée<B>de</B> plaques métaJhques superposées<B>17</B> repo sant sur une lame flexible<B>3</B> portée<B>à</B> son tour par une traverse 4, l'ensemble étant solidarisé par des rivets, tels que<B>5.</B> Aux deux extrémités de la lame flexible<B>3</B> sont rivés des cont-Lacts mobiles<B>6</B> et<B>7</B> (fig. <B>1</B> et<B>7)</B> disposés symétriquement par rapport<B>à</B> l'axe du dépla cement de la pièce mobile 2, la lame flexible<B>3</B> étant elle-même symétrique par rapport<B>à</B> cet axe.
Les contacts mobiles<B>6</B> et<B>7</B> sont associés<B>à</B> des contacts fixes<B>8</B> et<B>9 ;</B> ceux-ci sont rivés sur des lamelles de laiton<B>10</B> et<B>11</B> (fig. <B>1</B> et<B>7)</B> introduites dans des fentes 12 et<B>13</B> (fig. <B>8)</B> ménagées<B>à</B> cet effet dans le boitier <B>1.</B> Les lamelles<B>10</B> et<B>11</B> sont fixées au moyen de vis telles que 14 dans des blocs métalliques, tels que<B>15</B> (fig. 2 et<B>7),</B> auxquels sont raccordés des conducteurs souples, tels que<B>16, qui</B> sont destinés<B>à</B> être raccordés aux enroulements roto- riques d'un moteur asynchrone.
La pièce mobile 2 est soumise, d'une part,<B>à</B> l'action de la force centrifuge, lorsque<B>le</B> coupleur est mis en rotation et<B>'</B> d'autre part,<B>à</B> l'action d'une force de rappel engendrée par des lames de ressort 21 et 22 (fia<B>1)</B> qui tendent constamment<B>à</B> la ramener vers l'axe du coupleur.
Les lames de ressort 21 et 22 s'appuient, d'une part, dans les angles<B>23</B> et 24 de l'évidement<B>18</B> et d'autre part dans des rainures<B>25</B> et<B>26</B> ménagées dans la traverse 4 (fig. <B>1</B> et<B>5).</B> Ces lames de ressort 21 et 22 sont montées symétriquement par rapport<B>à</B> l'axe du déplacement de la pièce mobile 2 et les points d7appui <B>23</B> et 24 se trouvent<B>à</B> un niveau plus élevé que les points d'appui dans les rainures<B>25</B> et<B>26,</B> les niveaux étant mesurés dans le sens du déplacement de la pièce obile 2.<B>Il</B> en résulte que, en position de repos,
la tension des ressorts donne une résultante dirigée suivant l'axe du déplacement<B>de</B> la pièce mobile 2 et qui tend<B>à</B> déplacer celle-ci vers l'axe du cou pleur. Les caractéristiques des lames 21 et 22 sont du reste choisies pour que la résultante soit sensible ment égale<B>à</B> la force centrifuge dont la pièce mobile est l'objet pour la vitesse<B>à</B> laquelle on désire que l'enclenchement se produise. On utilise du reste pour les différents contacteurs des lames de ressort<B>diffé-</B> rentes pour avoir des enclenchements successifs<B>à</B> les vitesses prédéterminées.
Quand le mouvement d'enclenchement est com mencé, la force centrifuge dont la pièce mobile est le siège, augmente de plus en plus puisqu'elle est proportionnelle au rayon de giration de, cette pièce -t que ce rayon augmente. Pendant ce temps, les points d'appui dans les rainures<B>25</B> et<B>26</B> se dépla cent vers le haut de sorte que la distance entre les deux points d'appui d'une même lame de ressort diminue. Les lames de ressort, dès quelles ont quitté la position de repos, sont donc de plus en plus com primées, l'effort qu'elles exercent va donc en aug mentant, mais la direction de cet effort ayant varié, la résultante va au contraire en diminuant quand on se rapproche de la position d'enclenchement final.
Dès que l'enclenchement est commencé, la pièce mobile 2 est donc le siège d'une force centrifuge qui va en augmentant et d'une force antagoniste qui va en diminuant<B>;</B> son mouvement ne peut donc être que brusque. Lors du déclenchement, le phénomène inverse se produit et le déclenchement est également brusque. Cependant, d'une part, la force de rappel des lames <B>de</B> ressort 21 et 22 est plus faible dans la position enclenchée que dans la position de repos et, d'autre part, la force centrifuge agissant sur la pièce mobile 2 est,<B>à</B> vitesse égale, plus élevée lorsqu'elle est écar tée<B>de</B> l'arbre. La vitesse de déclenchement sera donc plus faible que la vitesse d'enclenchement et l'on peut régler l'écart en choisissant judicieusement les caractéristiques des lames de ressort et leurs points d'appui.
De la sorte, on peut toujours arriver<B>à</B> un écart suffisant entre les vitesses d'enclenchement et de déclenchement. On évite ainsi les phénomènes de battement dont le contacteur pourrait devenir le siège, si la vitesse du moteur se stabilisait entre la vitesse d'enclenchement et la vitesse de déclenche ment ou au cours d'un démarrage lent. L'écart entre les vitesses d'enclenchement et de déclenchement permet également au moteur de supporter, lorsqu'il a atteint sa vitesse de régime, des surcharges momen tanées qui peuvent dépasser deux fois la charge normale, sans provoquer l'ouverture d'un circuit rotorique.
La lame flexible<B>3</B> est calibrée de manière<B>à</B> obtenir une pression de contact déterminée entre les contacts mobiles<B>6</B> et<B>7</B> et les contacts fixes corres pondants<B>8</B> et<B>9,</B> indépendamment des vitesses de rotation<B>à</B> considérer et<B>de</B> l'importance de la masse de la pièce mobile 2, compte tenu de l'usure des pièces de contact. On peut du reste réduire presque totalement cette usure en choisissant un alliage ap proprié<B>;</B> les causes d'usure sont du reste faibles du fait que les contacts ne servent<B>à</B> ouvrir un circuit parcouru par un courant qu'en cas de surcharge anormale.
En service normal, lors du démarrage, les contacts forment des circuits qui sont le siège de tensions induites, mais l'absence de rebondissement <B>dû</B> aux caractéristiques de la lame flexible<B>3</B> qui porte les contacts mobiles<B>6</B> et<B>7,</B> supprime toute étincelle<B>;</B> au ralentissement, il n'y a pas de coupure de courant, puisque le stator du moteur auquel le coupleur est associé n'est plus alimenté.
Pour limiter le déplacement de la pièce mobile 2, on prévoit, dans le bditier <B>1,</B> des saillies telles que<B>27</B> (fig. 4 et<B>5)</B> servant de butées<B>à</B> une des extrémités de la traverse 4 et de la lame flexible<B>3.</B>
Un couvercle<B>29</B> (fig. <B>3)</B> en matière moulée isolante est associé au boîtier<B>1</B> (fig. <B>5</B> et<B>6).</B> On<B>y</B> a prévu trois évidements<B>30, 31</B> et<B>32</B> présentant un rebord tel que<B>28</B> formant saillie et servant de butée <B>à</B> la seconde extrémité de la traverse 4 et de la lame flexible<B>3</B> (fig. <B>3</B> et<B>5).</B>
Les contacts fixes<B>8</B> e<B>9</B> sont isolés électrique ment de sorte que, par le déplacement de la pièce mobile 2 et le rapprochement des contacts mobiles<B>6</B> et<B>7</B> et des contacts fixes<B>8</B> et<B>9,</B> on peut relier deux points correspondants<B>de</B> deux enroulements rotori- ques différents. Une troisième connexion peut être obtenue en reliant en permanence la pièce mobile 2 <B>à</B> une partie métallique<B>33</B> montée sur le boîtier<B>1</B> et isolée électriquement des contacts fixes<B>8</B> et<B>9,</B> par une connexion souple 34 (fig. <B>1</B> et<B>5) ;</B> la partie <B>33</B> est analogue aux contacts fixes<B>8</B> et<B>9.</B> La con nexion souple 34 est fixée<B>à</B> la pièce mobile 2 au moyen des rivets<B>5.</B>
La pièce métallique<B>33</B> est solidaire d'une lamelle de laiton<B>35,</B> analogue aux lamelles<B>10</B> et<B>11,</B> intro duite dans une fente 46 ménagée<B>à</B> cet effet dans le boîtier<B>1</B> (fig. 4 et<B>5)</B> et fixée au moyen d'une vis 14 dans un bloc métallique<B>15</B> raccordé<B>à</B> un conducteur souple<B>16.</B> On voit<B>à</B> la fig. 2 les trois blocs<B>15</B> et les trois conducteurs souples<B>16</B> appar tenant au contacteur I, ainsi que les mêmes éléments pour le contacteur II.
<B>A</B> la fig. <B>9,</B> on a représenté schématiquement trois enroulements rotoriques formés chacun de deux par ties telles que<B>36</B> et<B>37</B> et réunies<B>à</B> une de leurs extrémités<B>38.</B> On a supposé, que les lames de res sort 21 et 22 du contacteur<B>1</B> exercent un effort plus faible que les lames correspondantes du con tacteur II, de sorte que le contacteur<B>1</B> s'enclenche <B>à</B> une vitesse de rotation inférieure<B>à</B> la vitesse<B>à</B> laquelle s'enclenche le contacteur<B>Il.</B> Le contacteur<B>1</B> sert<B>à</B> relier entre elles les prises intermédiaires<B>39</B> des enroulements rotoriques. Par conséquent,
les conducteurs<B>16</B> du contacteur<B>1</B> seront reliés aux prises intermédiaires<B>39</B> des enroulements rotoriques. Par contre les conducteurs<B>16'</B> du contacteur II seront reliés aux extrémités 40 des enroulements rotoriques et serviront donc<B>à</B> mettre ceux-ci complètement en court-circuit pour arriver<B>à</B> la vitesse de régime.
12entraînement du coupleur centrifuge repré senté se fait par une broche 41 enfilée dans des trous 42 et 43 ménagés<B>à</B> cet effet respectivement dans le couvercle<B>29</B> et dans le boîtier<B>1,</B> cette bro che pouvant pénétrer dans un élément tournant avec le rotor du moteur, par exemple un plateau placé sur l'arbre du moteur et servant<B>à</B> l'équilibrage de ce dernier. Dans le boitier <B>1</B> et dans le couvercle<B>29,</B> on a bien entendu ménagé des ouvertures circulaires désignées respectivement par 44 et 45 et correspon dant au diamètre de l'arbre du moteur auquel on désire associer le coupleur centrifuge.
On supposera que<B>le</B> coupleur e#st associé<B>à</B> un moteur asynchrone triphasé dont le rotor comprend une cage rotorique de résistance relativement élevée, qui peut être formée de barres cylindriques placées dans des encoches fermées, ainsi que des enroule ments triphasés. On a supposé (fig. <B>9)</B> que les<B>élé-</B> ments rotoriques ont une prise intermédiaire.
Il résulte<B>de</B> ce quiprécéde que, lorsque le, stator est mis sous tension, le moteur démarre par suite du couple<B>dû à</B> la cage résistante. Lorsqu'une cer taine vitesse est atteinte, la force centrifuge qui s'exerce sur la pièce mobile 2 devient suffisante pour vaincre la force de rappel due aux lames de ressort 21 et 22 de la pièce mobile 2 du contac teur<B>1 ;
</B> les contacts mobiles<B>6</B> et<B>7</B> viennent s'ap- puyeT contre les contacts fixes<B>8</B> et<B>9</B> et court-circui tent les prises intermédiaires<B>39</B> des enroulements rotoriques et mettent donc ceux-ci partiellement en service, ce qui provoque un couple supplémentaire qui s'ajoute<B>à</B> celui<B>dû à</B> la cage rotorique et permet au rotor d'augmenter sa vitesse.
Lorsque la vitesse du rotor atteint une seconde valeur préd6ternùnée, la force centrifuge devient suf fisante pour vaincre la force de rappel due aux lames de ressort 2 l' et 22'<B>de</B> la pièce momi, e 2' du con tacteur Il et les contacts mobiles<B>6'</B> et<B>7'</B> viennent s'appuyer contre les contacts fixes<B>8'</B> et<B>9'</B> de sorte que le moteur reçoit une nouvelle impulsion et atteint sa vitesse de régime.
Lorsqu'on arrête le moteur, les pièces mobiles 2' et 2 reviennent successivement<B>à</B> leur position de repos. On a supposé dans ce qui précède que deux contacteurs seulement sont prévus dans le coupleur centrifuge, mais on peut en prévoir trois ou même davantage. Les enroulements rotoriques du moteur associé comprennent alors un plus grand nombre<B>de</B> sections séparées et on peut faire usage<B>de</B> plusieurs modes de couplage en décalant certaines sections des enroulements électriquement par rapport<B>à</B> d'autres sections des mêmes enroulements.