FR2492901A1

FR2492901A1 - Dispositif de commande d'un moteur, groupe a compresseur d'air, procede de regulation de la vitesse d'un moteur et procede pour faire varier la charge d'un moteur

Info

Publication number: FR2492901A1
Application number: FR8117009A
Authority: FR
Inventors: Thomas E Grime
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1980-10-27
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1982-04-30
Also published as: IT8149557A0; AU550350B2; GB2086621B; AU7433181A; BR8105739A; MX159548A; GB2086621A; CA1205057A; US4655693A; BE890795A; FR2492901B1; IT1197424B; DE3142544A1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN MOTEUR. CE DISPOSITIF COMPORTE UNE POULIE EXTENSIBLE 18 QUI PERMET, A L'AIDE D'UNE COURROIE 21, DE FAIRE VARIER LE RAPPORT DE TRANSMISSION ENTRE UN MOTEUR 15 ET UN COMPRESSEUR D'AIR 5 EN FONCTION DE LA PRESSION DE L'AIR DETECTEE A L'INTERIEUR DU RESERVOIR 3 ALIMENTE PAR CE COMPRESSEUR 5. AINSI, LA CHARGE IMPOSEE AU MOTEUR 15 PEUT ETRE MODIFIEE DE MANIERE QUE LE MOTEUR FONCTIONNE CONSTAMMENT A SA CAPACITE MAXIMALE. DOMAINE D'APPLICATION: GROUPES AUTO-COMPRESSEURS, ETC.

Description

L'invention concerne un dispositif de régulation de vitesse pouvant être

utilisé pour faire varier la vitesse de fonctionnement d'un moteur. L'invention convient particulièrement à l'accroissement ou la diminution de la vitesse d'un compresseur d'air afin de maintenir ce dernier en fonctionnement à sa capacité maximale ou presque. Selon l'une des caractéristiques particulières de la présente invention, le compresseur d'air comporte une transmission variable permettant d'accroître ou de diminuer la vitesse

de ce compresseur.

On peut apprécier le domaine d'application du dis-

positif de régulation de vitesse selon l'invention en

revoyant l'art antérieur concernant le domaine des compres-

seurs d'air. Ces derniers constituent l'une des applications dans lesquelles la présente invention peut être utilisée le plus avantageusement. La plupart des compresseurs d'air

classiques comportent un moteur entraînant un compresseur.

L'air comprimé produit par le compresseur est dirigé vers un réservoir dans lequel il est emmagasiné jusqu'à ce qu'il soit utilisé. Dans la plupart des applications, un moteur électrique de vitesse constante est utilisé pour la commande

du compresseur. Une courroie ou tout autre élément convena-

ble de transmission relie le moteur au compresseur. Le

moteur à vitesse constante présente normalement une inten-

sité maximale nominale à laquelle il peut fonctionner en

toute sécurité.

Lorsque le compresseur commence à alimenter en air le réservoir, la pression régnant dans ce dernier est faible ou nulle et le compresseur peut introduire aisément de l'air comprimé dans le réservoir. A ce stade initial, la charge imposée au moteur d'entraînement du compresseur est très faible. Lorsque la pression augmente à l'intérieur du réservoir, le moteur et le compresseur doivent travailler davantage pour fournir davantage d'air au réservoir. Ceci est dû au fait que l'air débité par le compresseur doit avoir une pression supérieure à celle de l'air contenu dans le réservoir pour crue ce dernier puisse recevoir davantage d'air. Lorsque la pression de l'air du réservoir augmente, le moteur et le compresseur doivent travailler davantage

pour alimenter le réservoir en air sous pression plus éle-

vée. Dans la plupart des applications, le moteur est dimen- sionné de manière qu'il travaille à son intensité maximale admissible ou à une valeur proche de cette intensité lorsque le compresseur alimente le réservoir en air sous la pression

maximale pour laquelle le compresseur est conçu.

Sur la plus grande plage de fonctionnement du com-

presseur d'air, le moteur électrique à vitesse constante travaille audessous de la puissance maximale nominale pour laquelle il est conçu. Le moteur est donc sous-utilisé, sauf pendant

la période limitée au cours de laquelle le compresseur four-

nit de l'air sous sa pression nominale maximale. La sous-

utilisation du moteur de commande du compresseur d'air

réduit le rendement et les performances du compresseur.

Il est donc souhaitable de disposer d'un dispositif

de régulation de vitesse destiné à être utilisé avec un com-

presseur d'air, de manière que le moteur d'entraînement du compresseur fonctionne à son intensité nominale maximale ou à une valeur proche de cette intensité sur tout le cycle de travail du compresseur. En faisant travailler le moteur à sa capacité nominale maximale, on permet au compresseur de

produire de plus grands volumes d'air aux pressions infé-

rieures et d'atteindre ainsi plus rapidement sa pression

nominale maximale.

L'invention concerne un appareil à commande à moteur comprenant un moteur et un dispositif destiné à charger le moteur. Le dispositif de charge est espacé du

moteur auquel il est relié fonctionnellem.ent. Une transmis-

sion variable est montée de manière fonctionnelle entre le

moteur et le dispositif de charge. Cette transmission varia-

ble comprend un élément destiné à modifier la charge impo-

sée au moteur. Un dispositif de détection commande la trans-

mission variable afin que la vitesse et la charge du moteur 24g909 1

puissent être modifiées.

Ltinvention concerne également un groupe à com-

presseur d'air comprenant un moteur et un compresseur espa-

cé du moteur. Un récipient est destiné à recevoir de l'air du compresseur. Une transmission variable est montée fonc-

tionnellement entre le moteur et le compresseur. La trans-

mission variable comporte un élément destiné à augmenter ou diminuer la charge imposée au moteur. Un dispositif de

détection commande la transmission variable.

L'invention concerne également un procédé de régulation de la vitesse d'un moteur qui commande une

charge. Une transmission variable est montée fonctionnelle-

ment entre le moteur et la charge. Les conditions de travail du moteur sont détectées en cours de fonctionnement. La

transmission variable est commandée en fonction de la condi-

tion de travail du moteur afin de faire varier la vitesse et

la charge du moteur.

L'invention concerne également un procédé pour faire varier la charge imposée au moteur d'un compresseur d'air. Le moteur commande un compresseur qui alimente un récipient en air sous pression. Le moteur est monté de

manière mobile par rapport au compresseur et une transmis-

sion variable est montée fonctionnellement entre le moteur et le compresseur. La pression de l'air dans le récipient est détectée par un dispositif de contrôle. Le moteur est

déplacé par rapport au compresseur en fonction de la pres-

sion d'air régnant dans le récipient. Lorsque le moteur se déplace, la transmission variable change le rapport de transmission entre le moteur et le compresseur de manière

à faire varier la charge imposée au moteur.

L'invention concerne donc un dispositif perfec-

tionné de commande d'un moteur, ainsi qu'un groupe à com-

presseur d'air, un procédé de commande d'un compresseur d'air, un groupe perfectionné à compresseur d'air et son procédé de commande pour maximiser le débit du compresseur d'air. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un compresseur d'air perfectionné selon l'invention; la figure 2 est une élévation partielle, avec coupe partielle, d'un détail du compresseur d'air selon l'invention; la figure 3 est une coupe transversale partielle montrant un détail du compresseur d'air selon l'invention;

* la figure 4 est une vue partielle en perspec-

tive d'une autre forme de réalisation du compresseur d'air selon l'invention; * la figure-5 est une élévation partielle d'une

autre forme de réalisation du compresseur d'air selon l'in-

vention; et

la figure 6 est un graphique permettant de com-

parer le résultat obtenu avec le compresseur d'air selon l'invention et celui obtenu avec des compresseurs d'air

classiques.

L'invention concerne donc une commande de moteur comportant une transmission variable destinée à augmenter ou diminuer la vitesse et la charge du moteur. L'invention convient particulièrement aux compresseurs d'air. Pour plus de clarté, l'invention sera décrite dans son application à

un compresseur d'air. Il est cependant évident que l'inven-

tion convient à d'autres domaines tels que des commandes de

ventilateur, de pompe et de transporteurs.

La figure 1 représente une forme de réalisation

du compresseur d'air selon l'invention. Le groupe 1 à com-

presseur d'air selon l'invention comporte un réservoir d'air

3 dans lequel de l'air comprimé est emmagasiné. Un compres-

seur 5 est monté sur le réservoir 3 et une poulie 7 est montée sur l'arbre 9 du compresseur. Un moteur électrique 15 à viesse constante est également monté sur le réservoir 3. Une transmission variable, se présentant sous la forme

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d'une poulie extensible 18, est montée sur l'arbre de sortie du moteur. La poulie extensible 18 est représentée plus en détail sur la figure 3. Le moteur 15 est monté sur une

embase pivotante 19. Une courroie continue 21 d'entraîne-

ment passe sur la poulie 7 et sur la poulie extensible 18

afin de relier fonctionnellement le moteur 15 et le compres-

seur d'air 5. Une poulie folle 23 peut être placée en un

point du trajet de la courroie 21 d'entraînement afin d'as-

surer que cette dernière est convenablement tendue.

La figure 2 montre plus en détail l'embase pivo-

tante 19 utilisée pour supporter le moteur 15. La base 26 du moteur 15 est montée sur un élément 27 qui est articulé sur un support 29 au moyen d'un axe 31 ou de tout autre organe convenable de fixation. L'élément 27 est monté sur le support 29 afin de pouvoir pivoter librement autour de

la direction longitudinale de l'axe 31.

Un cylindre pneumatique 35 est disposé dans le réservoir d'air. Ce cylindre renferme un piston 37 auquel une tige 39 est reliée. Une extrémité de la tige 39 fait saillie par une ouverture, ménagée dans le réservoir d'air, et porte contre l'élément 27. L'extrémité 43 du cylindre à air s'ouvre dans le réservoir d'air. Un ressort 51 est disposé à l'intérieur du cylindre, entre le piston 37 et un

anneau 45 à emboîtement élastique. Le ressort tend à dépla-

cer le piston 37 et la tige 39 vers l'élément 27. Des joints convenables peuvent être montés sur le piston 37 et autour de la tige 39 afin d'empêcher ou de réduire les fuites d'air

du cylindre 35.

La figure 3 montre plus en détail la poulie exten-

sible 18 qui peut être utilisée dans la transmission varia-

ble associée à l'invention. La poulie extensible 18 est

montée sur l'arbre du moteur 15. Elle comporte un axe cen-

tral 59 qui peut être fixé à l'arbre du moteur. La première joue 61 de la poulie est fixée sur l'axe 59 et la seconde

joue 65 de la poulie est montée de manière à pouvoir coulis-

ser sur l'axe 59. Un chapeau 67 est monté sur l'extrémité de l'axe 59 éloianée du moteur 15. Un ressort 69 est monté

entre la seconde joue 65 de la poulie et le chapeau 67.

Le ressort 69 tend à déplacer la seconde joue 65 vers la première joue 61. Bien qu'une poulie extensible 18 soit représentée comme transmission variable associée au moteur , il est évident que d'autres moyens de transmission variable peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Le fonctionnement de la présente invention sera décrit ciaprès et sera mieux compris en regard des figures 1, 2 et 3. Le moteur 15 à vitesse constante est alimenté de manière que son arbre tourne à une vitesse constante. La rotation de l'arbre du moteur 15 se transmet à la poulie

extensible 18 qui entraîne la courroie 21 de transmission.

Etant donné que cette dernière relie fonctionnellement la poulie extensible 18 à la poulie 7 montée sur le compresseur , ce dernier est mis en marche ou en rotation par le mouve-

ment de la courroie 21. La rotation du compresseur 5 provo-

que l'introduction d'air sous pression dans le réservoir d'air 3. Une poulie folle 23 peut être placée en un point du trajet de la courroie 21 de transmission afin d'assurer

le maintien de cette dernière sous une tension appropriée.

Le moteur 15 est conçu pour tourner à une vitesse

constante sur toute la plage de fonctionnement du compres-

seur d'air. Le moteur présente également une intensité nomi-

nale maximale à laquelle il peut fonctionner. Le moteur 15

présente son rendement le plus grand à cette intensité nomi-

nale maximale. Par conséquent, il est souhaitable de faire fonctionner le moteur à cette intensité maximale, sur toute la plage de fonctionnement du compresseur d'air, afin de

tirer en continu le rendement maximal du moteur 15.

Pour maintenir le moteur 15 en fonctionnement à sa capacité maximale, la poulie extensible 18 et l'embase pivotante 19 sont reliées au moteur 15. La figure 3 montre

plus en détail la poulie extensible 18 qui convient à l'in-

venticn. L'ermbase pivotante 19 est utilisée avec la poulie

extensible pour modifier la position du moteur 15 par rap-

port au compresseur 5 et faire varier ainsi le rapport de transmission entre le moteur et le compresseur. En modifiant le rapport de transmission entre le moteur et le compresseur, on fait varier la vitesse à laquelle le compresseur tourne. Le cylindre 35 à air est utilisé pour régler la position du moteur 15. Lorsque ce dernier est mis en marche et que la pression régnant dans-le réservoir d'air 3 est faible ou nulle, le moteur 15 est rappelé vers le compresseur

5 par la tension de la courroie 21 de transmission. La ten-

sion de la courroie 21 est déterminée par la poulie extensi-

ble 18. Le ressort 69 monté sur la poulie 18 tend à dépla-

cer la seconde joue 65 de cette poulie vers la première joue 61. La force exercée élastiquement sur la seconde joue 65 réduit l'ouverture de la gorge en V formée entre les deux joues de la poulie et éloigne la courroie de transmission du centre de la poulie extensible. La tension de la courroie 21 de transmission fait pivoter l'élément 27 sur le support

29 de manière que le moteur 15 soit rapproché du compres-

seur 5.

Lorsque la courroie 21 de transmission est éloignée du centre de la poulie extensible 18 par le ressort 69, le rapport de transmission entre la poulie du moteur 15 et la poulie du compresseur 5 change. Lorsque la courroie 21 de transmission s'éloigne davantage du centre de la poulie 18, elle progresse sur une plus longue distance à chaque tour de la poulie 18 et la vitesse d'avance de la courroie augmente donc. Comme représenté sur la moitié supérieure de la figure 3, la courroie 21 de transmission est éloignée au maximum du centre de la poulie extensible 18. Dans cette position, chaque tour du moteur 15 et de la poulie 18 fait avancer au maximum la courroie 21 de transmission. La courroie avance donc à sa vitesse maximale. Par conséquent, lorsque la courroie est dans la position représentée sur la moitié supérieure de la figure 3, elle fait fonctionner le

compresseur à sa plus grande vitesse.

Lorsque la pression d'air dans le réservoir 3

augmente, la charge imposée au compresseur augmente égale-

ment et le compresseur 5 doit travailler davantage pour fournir davantage d'air comprimé au réservoir. Lorsque la charge du compresseur 5 augmente, la vitesse de fonctionne- ment du compresseur doit être réduite pour éviter toute

surcharge du moteur 15.

L'embase pivotante 19, le cvlindre à air 35 et la poulie extensible 18 sont utilisés pour faire varier la

vitesse de fonctionnement du compresseur 5et du moteur 15.

L'extrémité 43 du cylindre à air 35 débouche dans le réser-

voir d'air 3. La pression de l'air dans le réservoir agit

directement sur le piston 37 du cylindre. Lorsque la pres-

sion de l'air régnant dans le réservoir 3 augmente, la force

exercée sur le piston 37 augmente également. La force exer-

cée sur le piston par la pression de l'air agit de manière à déplacer le piston et sa tige vers le moteur 15. Le ressort 51 logé dans le cylindre 35 est également disposé

de manière à exercer une force qui tend à déplacer le pis-

ton 37 et la tige 39 vers le moteur. Lorsque la tige 39 se déplace vers le moteur 15, elle agit contre l'élément 27

et le fait pivoter sur le support 29. Le pivotement de l'élé-

ment 27 provoqué par la tige 39 éloigne le moteur 15 du compresseur 5. Lorsque le moteur 15 s'éloigne du compresseur

5, la tension de la courroie 21 de transmission augmente.

Lorsque la tension de la courroie 21 augmente, la force

exercée sur la seconde joue 65 de la poulie devient supé-

rieure à la force de rappel du ressort 69. Par conséquent,

la seconde joue 65 coulisse le long de l'axe 59 de la pou-

0 lie extensible 18 vers le chapeau 67. Fa seconde joue 65 continue de coulisser sur l'axe 59 jusqu'à ce que le moteur cesse de s'éloigner du compresseur 5. Le moteur cesse de s'éloigner du compresseur 5 lorsque la force de rappel du ressort 69 est égale à la force exercée sur le piston 37 nar l'air ccinrmé contenu dans le réservoir 3 et à la force

de rappel exercée par le ressort 51 sur le piston.

Le mouvement de la seconde joue 65 provoque un élargissement de la partie en V formée entre les première et seconde joues de la poulie. La tension de la courroie 21 provoque un déplacement de cette dernière vers le centre de la poulie 18, dans la gorge en V élargie, formée entre les deux joues. Lorsque la courroie 21 de transmission se rapproche du centre de la poulie extensible 18, le rapport de transmission entre cette poulie 18 et la poulie 7 montée

sur le compresseur 5 change. Chaque tour de la poulie exten-

sible 18 ne fait plus avancer la courroie de transmission sur une aussi longue distance lorsque cette courroie se rapproche du centre de la poulie 18. Par conséquent, lorsque la courroie 21 se déplace vers le centre de la poulie 18,

elle est entraînée à une vitesse plus faible et le compres-

seur 5 est mis en rotation à une vitesse également plus faible. La partie inférieure de la figure 3 montre la seconde joue 65 déplacée vers le chapeau extrême 67 sur une

distance telle que la courroie 21 de transmissionest adja-

cente à la partie centrale de la poulie. Dans cette position, la courroie 21 de transmission fait tourner le compresseur a

sa plus faible vitesse.

Lorsque la pression régnant dans le réservoir d'air

3 augmente, le piston 37 et sa tige 39 continuent de se dé-

placer vers le moteur 15.

Le cylindre à air 35, l'embase pivotante 19 et la

poulie extensible 18 sont conçus de manière que leur coopé-

ration assure la transmission au compresseur 5 d'une force

aussi proche que possible de la force maximale d'entraîne-

ment produite par le moteur 15 pendant le fonctionnement du compresseur d'air. Lorsque la pression régnant dans le réservoir d'air 3 est faible, le compresseur 5 peut être commandé à une vitesse plus élevée, de sorte que de plus grandes quantités d'air sous basse pression sont dirigées vers le réservoir. Lorsque la pression régnant dans ce dernier augmente, la vitesse du compresseur 5 diminue et de plus faibles quantités d'air sous pression plus élevée

sont dirigées vers le réservoir 3. La vitesse du compres-

seur 15 est directement proportionnelle à la pression de l'air dans le réservoir. Lorsque la pression de l'air augmente, le compresseur doit fonctionner à une plus faible

vitesse afin d'éviter toute surcharge du moteur. Si la pres-

si5on régnant dans le réservoir diminue, le compresseur peut fonctionner à une vitesse plus élevée pour compenser la baisse de pression. Bien que la vitesse du compresseur 5 varie, le moteur 15 tourne toujours à une vitesse constante et sa charge est toujours maintenue à une valeur égale ou

presque égale à la charge maximale nominale de ce moteur.

La force de rappel du ressort 69, la force de rappel du ressort 51 et l'aire de la section du piston 37

meuvent être choisies pour exiger l'établissement d'une pres-

slon d'air prédéterminée dans le réservoir 3 avant que le

piston et sa tige commencent à se déplacer vers le moteur.

Ainsi, une pression prédéterminée doite être atteinte avant que la vitesse du compresseur soit réduite. Ce mode de fonctionnement assure la fourniture, par le compresseur, de

la plus grande quantité d'air à basse pression au réservoir.

Cependant, la pression d'air prédéterminée ne peut être éta-

blie à un point provoquant une surcharge du moteur avant que ce dernier s'éloigne du compresseur et réduise ainsi la

vitesse à laquelle le compresseur tourne.

La figure 4 représente une autre forme de réalisa-

tion du groupe à compresseur d'air selon l'invention. Dans cette forme de réalisation, une poulie folle 73 est montée de manière que la courroie 21 de transmission passe sur elle. Cette poulie folle est montée sur une équerre 75

avec laquelle elle peut coulisser sur un bâti 77. Un cylin-

dre à air 79, renfermant un piston (non représenté) et une tige 81, analogues au piston et à la tige représentés et faisant partie du cylindre à air 35 décrit précédemment, 3D est monté sur le bAti 77. La tige 81 du cylindre 79 porte contre l'équerre 75 qui est montée de manière à pouvoir coulisser sur le bâti 77. Un conduit 83 relie le réservoir

d'air 3 au cylindre 79.

Le fonctionnement de la forme de réalisation mon-

trée sur la figure 4 est esssentiellement le même que celui de l'ensemble, décrit précédemment, formé par l'embase pivo-

tante 19 et le cylindre à air 35 pour faire varier la posi-

tion de la courroie 21 d'entraînement dans la poulie exten-

sible 18 montée sur le moteur 15. La pression régnant dans le réservoir d'air 3 est transmise au cylindre à air 79 par le conduit 83. Un accroissement de la pression de l'air dans le réservoir provoque un déplacement du piston, dans le cylindre 79, vers l'équerre 75. Le mouvement du piston provoque également un déplacement de la tige 81 vers l'équerre 75. Le mouvement de la tige 81 a pour effet de

déplacer l'équerre 75 et la poulie folle 73 vers la cour-

roie 21 de transmission. Ainsi, lorsque la pression de l'air augmente dans le réservoir, la tige 81 déplace l'équerre 75 et la poulie folle 73 dans un sens accroissant

la tension de la courroie 21 de transmission. L'accroisse-

ment de tension de la courroie 21 de transmission a pour effet de faire coulisser la seconde joue 65 de la poulie extensible 18 sur l'axe 59 de cette même poulie. Lorsque

la seconde joue 65 se déplace le long de l'axe 59, la cour-

roie 21 de transmission s'enfonce dans la gorge de largeur

accrue, formée entre les deux joues 61 et 65, vers la par-

tie centrale de la poulie 18. Comme décrit précédemment, lorsque la courroie de transmission se déplace vers une position différente dans la poulie extensible 18, la vitesse de cette courroie varie. Lorsque la vitesse de la courroie 21 varie, celle à laquelle le compresseur 5 tourne varie également. Par conséquent, la vitesse du compresseur varie

avec la pression de l'air dans le réservoir 3.

La poulie folle 73, le cylindre à air 79 et la poulie extensible 18 de cette forme de réalisation sont conçus de manière que le compresseur 5 travaille, sur toute sa plage de fonctionnement, à une vitesse maintenant le moteur 15 en travail à sa capacité maximale ou à une valeur

proche de cette capacité maximale.

La figure 5 représente une autre forme de réalisa-

tion de l'invention. Dans cette forme de réalisation, un moteur 87 de commande est monté sur une embase pivotante

86. Une poulie extensible 18 est montée sur l'arbre de sor-

tie du moteur 87. Une courroie 21 de transmission passe sur la poulie 18 et relie fonctionnellement le moteur 87 à

un compresseur convenable ou à toute autre charge convena-

ble (non représentée). Le moteur 87 à vitesse constante

est alimenté en énergie par une ligne comprenant un pre-

mier conducteur 89 et un second conducteur 90. Une résis-

tance 91 est montCe sur le second conducteur 90, à proxi-

mité du moteur 87. Un premier connecteur électrique 92 est relié au second conducteur 90, entre la résistance 91 et le moteur 87. Un second connecteur électrique 93 relie le

second conducteur 90 à l'autre borne de la résistance 91.

Les premier et second connecteurs électriques sont reliés à un redresseur 94 qui, lui-même, est relié électriquement à une plaquette 95 de commande à semi-conducteurs. Un exemple de plaquette de commande convenable peut être la plaquette du type "AIRPAX SAA 1-27 Driver". La résistance

91, le redresseur 94 et la plaquette 95 de commande cons-

tituent un dispositif de détection de la condition de tra-

vail du moteur. La plaquette 95 de commande est reliée électriquement à un actionneur linéaire 97 commandé par un moteur pas à pas. L'actionneur linéaire comporte une tige filetée 96 qui est reliée à l'embase pivotante 86 du moteur 87. Un exemple d'actionneur linéaire convenable, commandé par un moteur pas à pas, est l'actionneur linéaire du type

"AIRPAX Series 92400".

Pendant le fonctionnement, le premier conducteur 89 et le second conducteur 90 alimentent en énergie le moteur 87 afin de le faire fonctionner et d'entraîner le

compresseur (non représenté. Une chute de tension se pro-

duit aux bornes de la résistance 91 et cette chute est proportionnelle au courant traversant la résistance. La

chute de tension aux bornes de la résistance 91 est trans-

mise au redresseur 94 par le premier connecteur électrique 92 et le second connecteur électrique 93. Le redresseur 94 convertit la chute de tension aux bornes de la résistance 91 en un signal de courant continu qui est appliqué à la plaquette 95 de commande. Cette dernière analyse le signal pour déterminer la charge imposée au moteur 87. Si la charge du moteur n'est pas au niveau correspondant à un

travail optimal du compresseur d'air, la plaquette de com-

mande émet un signal qui commande l'actionneur linéaire.

Le signal provenant de la plaquette fait tourner le moteur pas à pas qui, lui-même fait tourner la tige filetée 96 de

l'actionneur linéaire. Une rotation de la tige filetée pro-

voque un déplacement de cette dernière dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de cette tige. La tige se déplace généralement pour se rapprocher ou s'éloigner du

moteur 87, suivant le sens de rotation de ladite tige.

Etant donné que la tige 96 est reliée à l'élément pivotant 86, ce dernier et le moteur 87 se déplacent sous l'effet du mouvement de la tige filetée 96. Ainsi, la plaquette 95 de commande peut commander l'actionneur linéaire afin de

modifier la position du moteur 87 par rapport au compres-

seur pour faire varier la charge imposée au moteur.

En modifiant la position du moteur 87 par rapport au compresseur, la courroie de transmission et la poulie

extensible coopèrent pour faire varier le rapport de trans-

mission entre le moteur et le compresseur. Lorsque le rap-

port de transmission change, la charge imposée au moteur 87 change également. La poulie extensible 18 et la courroie 21

de transmission coopèrent pour faire varier la charge impo-

sée au compresseur, sous l'effet du mouvement du moteur,

comme décrit précédemment.

La plaque 95 de commande est normalement conçue de manière que, lorsque la charge nominale maximale du

moteur 87 est atteinte, cette plaquette transmet à l'action-

neur linéaire 97 un signal faisant avancer la tige filetée

96 afin que le moteur 87 s'éloigne en pivotant du compres-

seur. Lorsque le moteur s'éloigne du compresseur, la charge imposée à ce moteur diminue et la charge maximale nominale du moteur n'est donc pas dépassée. Il existe également une limite inférieure à la plage de charge du moteur 87 et, lorsque cette limite inférieure est atteinte, laplaquette de commande transmet un signal à l'actionn2ur linéaire 97 afin de faire tourner la tige filetée 96 pour que le moteur

87 se déplace vers le compresseur. Lorsque le moteur se rap-

proche du compresseur, sa charge augmente et le moteur reste en fonctionnement dans une plage correspondant sensiblement à la production maximale de travail par ce moteur. Entre les valeurs haute et basse de charge établies dans la plaquette de commande du moteur, cette plaquette 95 ne transmet pas de signaux à l'actionneur linéaire et la position du moteur par rapport au compresseur n'est pas modifiée. Par consequent, la charge imposée au moteur n'est pas non plus modifiée. Normalement, la plage de charge admissible pour

le moteur est très étroite. Par exemple, si la charge nomi-

nale maximale du moteur est réglée à 20 ampères, la plaquette de commande transmet un signal à l'actionneur linéaire 97 afin de réduire la charge imposée au moteur lorsque cette valeur maximale est atteinte. La charge minimale établie dans la plaquette de commande peut être, dans cet exemple, réglée à 19 ampères. Lorsque la charge du moteur descend à 19 ampères, la plaquette 95 de commande transmet un signal

à l'actionneur linéaire 97 afin d'accroître la charge impo-

sée au moteur. Lorsque le moteur fonctionne sous une charge comprise entre 19 et 20 ampères, la plaquette 95 de commande ne transmet pas de signal à l'actionneur linéaire 97 et la charge imposée au moteur n'est pas modifiée. Ainsi, dans cet

* ememple, le mécanisme de commande de cette forme de réalisa-

tiorn agit de manière que le moteur 87 travaille dans une plage de charge très étroite. Cette plage de charge étroite est égalemenit très proche de la charge nominale maximale du moteur. Par consequent, le moteur est mis en oeuvre sous

une charge proche de sa charge nominale maximale et, prati-

quement, la puissance maximale du moteur est utilisée sur

toute la plage de travail du compresseur d'air.

La figure 6 est un graphique qui montre les meil-

leurs résultats que l'on peut obtenir par l'application de la présente invention à un compresseur d'air. Le graphique indique en abcisse la pression manométrique de l'air, en kPa, produite par le compresseur. Le graphique indique en ordonnée le débit volumétrique du compresseur, en dm3 par

minute.

La courbe A du graphique indique les résultats obtenus avec un compresseur d'air classique comportant un moteur électrique de 0,75 kW. La courbe B du graphique indique les résultats obtenus avec un compresseur d'air classique équipé d'un moteur électrique de 1,5 kW. La courbe C du graphique indique les résultats obtenus avec un compresseur d'air équipé d'un moteur électrique de

0,75 kW et de la présente invention.

Comme montré sur la figure 6, dans la plage infé-

rieure de pression des compresseurs d'air, le compresseur à moteur de 0, 75 kW utilisant la présente invention permet

d'obtenir des résultats sensiblement analogues à ceux obte-

nus avec un compresseur classique équipé d'un moteur de 1,5 kW. A la pression de 280 kPa, le compresseur selon

l'invention présente un débit volumétrique supérieur d'en-

viron 50 dm3 par minute à celui du compresseur classique à

moteur de 0,75 kW.

Le rendement du compresseur de 0,75 kW selon l'in-

vention est supérieur à celui du compresseur classique de 0,75 kW, sur pratiquement toute la plage de fonctionnement des compresseurs. A la puissance nominale maximale des compresseurs, les résultats obtenus avec le compresseur de 0,75 kW selon l'invention sont sensiblement identiques à

ceux obtenus avec le compresseur classique de 0,75 kW.

Ainsi, comme montré sur la figure 6, la présente invention améliore sensiblement le rendement du compresseur d'air sur

une grande partie de la plage de fonctionnement de ce com-

presseur. Il convient de noter que cette augmentation du rendement est obtenue sans accroissement de la puissance

nominale du moteur de commande du compresseur.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de commande à moteur, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur (15), un élément (5) destiné

à appliquer une charge au moteur auquel il est relié fonc-

tionnellement, une transmission variable (18) montée fonc- tionnellement entre le moteur et l'élément de charge et

capable de modifier la charge imposée au moteur, et un élé-

ment (35) de détection destiné à commander la transmission variable afin que la charge imposée au moteur puisse être

modifiée pour maintenir le moteur en fonctionnement sensi-

blement à sa capacité maximale.

2. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la transmission variable comporte une poulie

extensible (18) montée sur l'arbre du moteur.

3. Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le moteur est monté de manière mobile sur une embase (19), l'élément de détection pouvant notamment comporter des organes (35, 37, 39) destinés à déplacer le

moteur afin de commander la transmission variable.

4. Groupe à compresseur d'air, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur (15), un compresseur (5) espacé du moteur, un récipient (3) destiné à recevoir de l'air du

compresseur, une transmission variable (18) montée fonc-

tionnellement entre le moteur et le compresseur et compor-

tant des éléments destinés à augmenter ou diminuer la charge imposée au moteur, et un dispositif (35) de détection destiné

à commander la transmission variable.

5. Groupe à compresseur d'air selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que le moteur est un moteur élec-

trique (15) à vitesse constante.

6. Groupe à compresseur d'air selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que la transmission variable com-

porte une poulie extensible (18) qui peut notamment être

montée sur l'arbre de sortie du moteur.

7. Groupe à compresseur d'air selon la revendica-

tion 4, caractérisé en ce que le moteur est monté sur une embase pivotante (19), le dispositif de détection pouvant

notamment comprendre un piston (37) qui est relié fonction-

nellement à l'embase pivotante et au récipient recevant de l'air.

8. Groupe à compresseur d'air selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce qu'une poulie folle 23 est montée entre le moteur et le compresseur, ledit dispositif de détection pouvant notamment être relié fonctionnemment à

cette poulie folle.

9. Groupe à compresseur d'air, caractérisé en ce

qu'il comporte un moteur électrique (15) de vitesse cons-

tante, monté sur une embase pivotante (19), une poulie extensible (18) montée sur l'arbre de sortie du moteur, un

compresseur (5) espacé du moteur auquel il est relié fonc-

tionnellement, un récipient (3) destiné à recevoir de l'air du compresseur, et un cylindre à air (35) relié au récipient et comportant un piston mobile (37) et une tige (39), cette dernière étant reliée à l'embase pivotante du moteur, le piston et la tige du cylindre à air se déplaçant sous l'effet d'une variation de la pression régnant dans le récipient, de manière que le mouvement du piston provoque un déplacement

de l'embase pivotante et du moteur par rapport au compres-

seur, le mouvement du moteur modifiant le rapport de trans-

mission entre ce moteur et le compresseur pour faire varier

la charge imposéeaudit moteur.

10. Groupe à compresseur d'air, caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique (87) monté de manière mobile, une poulie extensible (18) montée sur l'arbre de sortie du moteur, un compresseur (5) espacé du moteur auquel il est relié fonctionnellement, un récipient (3) destiné à recevoir de l'air du compresseur, un actionneur linéaire (97) relié au moteur et pouvant le déplacer, un élément (91) destiné à détecter le courant circulant vers le moteur, un redresseur (94) destiné à produire un signal proportionnel au courant circulant vers le moteur, et un élément (95) de commande, destiné à commander ledit actionneur linéaire sous l'action du signal produit par le redresseur, afin de déplacer le moteur pour modifier le rapport de transmission entre ce moteur et le compresseur et faire ainsi varier la

charge imposée au moteur.

11. Groupe à compresseur d'air selon la revendi- cation 10, caractérisé en ce que l'actionneur linéaire comprend un moteur pas à pas qui entraîne une tige filetée

(96) reliée au moteur mobile.

12. Groupe à compresseur d'air selon la revendica-

tion 10, caractérisé en ce que l'élément (95) de commande présente des valeurs maximale et minimale de charge établies pour le moteur et agit sur l'actionneur linéaire afin de maintenir le moteur en fonctionnement dans la plage de

charge définie entre lesdites valeurs minimale et maximale.

13. Procédé de commande de la vitesse d'un moteur, caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner une charge (5) à l'aide du moteur (15) au moyen d'une transmission variable (18) montée fonctionnellement entre le moteur et la charge,

à détecter la condition de travail du moteur, et à action-

ner la transmission variable, en réponse à la condition de travail du moteur, afin de faire varier la charge imposée

à ce moteur.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le moteur est monté de manière mobile sur une embase (19) et peut se déplacer sur cette dernière afin

d'actionner la transmission variable.

15. Procédé pour faire varier la charge imposée au moteur d'un compresseur d'air (5), caractérisé en ce qu'il consiste à entraîner le compresseur à l'aide du moteur (15)

pour alimenter en air sous pression un récipient (3) rece-

vant l'air, le moteur étant monté de manière mobile par rapport au compresseur et étant relié fonctionnellement à ce dernier par une transmission variable (18), à détecter la pression de l'air dans le récipient, et à déplacer le moteur par rapport au compresseur en réponse à la pression de l'air régnant dans le récipient afin que la transmission variable modifie le rapport de transmission entre le moteur

et le compresseur de manière à faire varier la charge impo-

sée au moteur.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moteur est monté sur une embase pivotante (19) à laquelle la tige (39) du piston d'un cylindre à air (35)

est reliée, ce cylindre à air étant disposé dans le réci-

pient recevant l'air, afin de détecter la pression de l'air régnant dans ce récipient, ledit cylindre à air pouvant notamment se déplacer sous l'effet des variations de la pression de l'air dans le récipient et ladite tige (39) faisant alors pivoter le moteur sur ladite embase pivotante en fonctionwde la pression de l'air régnant à l'intérieur

du récipient.

17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé

en ce que la transmission variable (18) est montée sur l'ar-

bre du moteur et en ce qu'une courroie (21) d'entraînement

relie fonctionnellement le moteur au compresseur, la posi-

tion de cette courroie dans la transmission variable pou-

vant changer afin de faire varier la charge imposée au mo-

teur lorsque ce dernier pivote sur ladite embase pivotante

sous l'effet de la pression de l'air régnant dans le réci-

pient.

18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le moteur est monté de manière à pouvoir pivoter sur ladite embase pivotante afin de rester en fonctionnement sous une charge proche de sa charge nominale maximale, sur

toute la plage de travail dudit compresseur d'air.

19. Procédé pour faire varier la charge du moteur d'un compresseur d'air (5), caractérisé en ce qu'il consiste

à relier fonctionnellement le moteur (15) à vitesse cons-

tante à un corDresseur (5), une poulie extensible (18) étant montée sur l'arbre de sortie du moteur et ce dernier pcuvant entraîner le compresseur afin d'alimenter en air sous pression un récipient (3), le moteur étant monté de m anière à pouvoir se déplacer par rapport au compresseur, ie procédé ccnsistant également à détecter la pression régnant dans le récipient au moyen d'un cylindre à air (35) qui contient un piston (37) et une tige (39) mobiles sous

l'effet de variations de la pression de l'air dans le réci-

pient, ladite tige étant reliée à l'élément mobile de mon-

tage du moteur, et à déplacer le moteur en réponse au mou-

vement du piston et de la tige du cylindre à air, le mouve-

ment du moteur provoquant, par l'intermédiaire de la poulie extensible, un changement du rapport de transmission entre le moteur et le compresseur afin que la charge imposée au

moteur soit modifiée.

20. Procédé pour faire varier la charge imposée au moteur d'un compresseur d'air, caractérise en ce qu'il consiste à commander un compresseur à l'aide d'un moteur (87) afin d'alimenter un récipient en air sous pression, le moteur étant monté de façon à pouvoir se déplacer par rapport au compresseur et une transmission variable (18) étant reliée fonctionnellement à ce moteur, à détecter (91) le courant circulant vers le moteur pour déterminer la charge imposéeà ce dernier, à produire (95) un signal proportionnel à la charge du moteur, et à déplacer ledit

moteur en réponse à ce signal, le mouvement du moteur fai-

sant varier le rapport de transmission entre ledit moteur et le compresseur afin que la charge imposée au moteur soit modifiée.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit signal commande un actionneur linéaire (96,

97) qui est relié au moteur et qui le déplace.