FR2500234A1 - Trans-synchronous motor appts. using time staggering technique - generates speeds which are fractions of synchronous speeds using triacs, logic circuit and crossing detector - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE POUR DONNER A UN MOTEUR UNE VITESSE DE ROTATION EGALE
A UNE FRACTION DETERMINEE DE SA VITESSE DE SYNCHRONISME.METHOD FOR GIVING AN ENGINE AN EQUAL ROTATION SPEED
A SPECIFIED FRACTION OF ITS SYNCHRONISM SPEED.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant de donner à un moteur électrique une vitesse de rotation égale à une fraction déterminée de sa vitesse de synchronisme, et, de façon plus précise, une vitesse de rotation, en tours par minute, égale à une fraction déterminée de lZOf/P, formule dans laquelle f est la fréquence de la source d'alimentation du moteur et P le nombre de piles magnétiques du moteur. The present invention relates to a method and a device making it possible to give an electric motor a speed of rotation equal to a determined fraction of its synchronous speed, and, more precisely, a speed of rotation, in revolutions per minute, equal to a specified fraction of lZOf / P, where f is the frequency of the motor power source and P is the number of magnetic cells in the motor.
On sait que la vitesse de synchronisme des moteurs est égale à 120f/P. La vitesse maximale d'un moteur bipolaire est, par exemple, égale à 3600 tours/mn lorsque la fréquence de la source d'alimentation est égale à 60 Hz comme aux Etats Unis d'Amérique. De même, celle d'un moteur ayant 6 pales est égale à 1200 tours/mn dans les mimes conditions, et celle d'un moteur ayant 18 piles à 400 tours/mn. We know that the synchronization speed of the motors is equal to 120f / P. The maximum speed of a bipolar motor is, for example, equal to 3600 rpm when the frequency of the power source is equal to 60 Hz as in the United States of America. Similarly, that of an engine having 6 blades is equal to 1200 rpm in the same conditions, and that of an engine having 18 batteries at 400 rpm.
La présente invention offre l'avantage de ne pas nécessiter une multiplication du nombre de pales pour faire tourner un moteur à une vitesse égale à une fraction de la vitesse de synchronisme. En particulier, selon l'invention, on peut obtenir une vitesse de rotation très basse avec un petit nombre de pales là où, selon les procédés conventionnels, le nombre de piles nécessaires serait excessif. The present invention offers the advantage of not requiring a multiplication of the number of blades to rotate an engine at a speed equal to a fraction of the synchronous speed. In particular, according to the invention, a very low speed of rotation can be obtained with a small number of blades where, according to conventional methods, the number of batteries required would be excessive.
Ce résultat est atteint en apportant des modifications très importantes au circuit décrit dans le brevet américain 3.991.353 appartenent à la demanderesse. This result is achieved by making very significant modifications to the circuit described in American patent 3,991,353 belonging to the applicant.
Selon l'invention, les basses vitesses sont obtenues sans augmentation du nombre de pôles, en découpant la tension d'alimentation en demi-alternances, chaque pSle étant ainsi alimenté à des moments choisis régulièrement décalés, à une fréquence inférieure à celle de la source d'alimentation. According to the invention, the low speeds are obtained without increasing the number of poles, by cutting the supply voltage into half-vibrations, each pSle thus being supplied at selected times regularly shifted, at a frequency lower than that of the source. power supply.
I1 en résulte que la source d'alimentation peut être utilisée à 1/100 puisqu'elle est continuellement connectée. As a result, the power source can be used at 1/100 since it is continuously connected.
Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la source d'alimentation est monophasée et est découpée de manière à faire fonctionner le moteur, par exemple, à 1/3 de sa vitesse normale de synchronisme, avec un moteur fonctionnant comme un moteur triphasé. Ceci permet d'assurer son démarrage sans nécessiter l'utilisation des dispositifs auxiliaires habituels et, en outre, son changement de sens de rotation, comme on le montrera ci-aprs. According to the preferred embodiment of the invention, the power source is single-phase and is cut so as to operate the motor, for example, at 1/3 of its normal synchronous speed, with a motor operating as a motor. three phase. This makes it possible to ensure that it starts up without requiring the use of the usual auxiliary devices and, moreover, its change of direction of rotation, as will be shown below.
La présente invention a donc pour objet un procédé et un dispositif permettant de donner à un moteur électrique une vitesse de rotation égale à une fraction déterminée de sa vitesse de synchronisme sans nécessiter une quelconque augmentation du nomde piles magnétiques du moteur. Elle a également pour objet un moteur de grande flexibilité, dépourvu de dispositif auxiliaire de démarrage et pouvant également fonctionner à basse ou à grande vitesse, notamment pour son application aux machines à laver. The present invention therefore relates to a method and a device making it possible to give an electric motor a rotational speed equal to a determined fraction of its synchronous speed without requiring any increase in the name of the magnetic batteries of the motor. It also relates to a highly flexible motor, devoid of an auxiliary starting device and which can also operate at low or high speed, in particular for its application to washing machines.
Selon l'invention, le procédé est prévu pour donner à un moteur électrique une vitesse de rotation égale à une fraction de sa vitesse de synchronisme, c'est à dire à une fraction de 120f/P, en tours/mn, formule dans laquelle f est la fréquence de la source d'alimentation et P le nombre pair de pales magnétiques du moteur.Selon ce procédé, on applique une tension alternative aux bornes géométriquement espacées d'une pluralité de pôles magnétiques, on alimente chaque pble au moyen d'une demi-alternance complète de la tension d'alimentation toutes les n demi-alternances, n étant égal au dénominateur de la fraction choisie de 120f/P pour la vitesse du moteur, on découpe la tension d'alimentation de manière à n'appliquer aux bornes que la demi-elternanco choisie, chaque demi-alternance devant être rogulièrement décalée dans le temps par rapport aux autres, et on commande la fréquence du découpage de telle manière que chacun des polos magnétiques soit alimenté à des instants dif férente de tout autre pdls au moyen des demi-alternanceschoi- sise de façon à engendrer un champ d'excitation tournant déter- minant une vitesse de rotation du moteur égale à une fraction de 120f/P. According to the invention, the method is intended to give an electric motor a speed of rotation equal to a fraction of its synchronous speed, that is to say a fraction of 120f / P, in revolutions / min, formula in which f is the frequency of the power source and P the even number of magnetic blades of the motor. According to this method, an alternating voltage is applied to the geometrically spaced terminals of a plurality of magnetic poles, each pble is supplied by means of a full half-wave of the supply voltage every n half-waves, n being equal to the denominator of the selected fraction of 120f / P for the motor speed, the supply voltage is cut so as not to apply at the terminals that the half-alternation chosen, each half-alternation having to be regularly shifted in time with respect to the others, and the frequency of the cutting is controlled in such a way that each of the magnetic polos is supplied at instants different from any other pdls by means of half-vibrations chosen so as to generate a rotating excitation field determining a motor rotation speed equal to a fraction of 120f / P.
Selon l'invention, le moteur électrique a une vitesse de rotation égale à une fraction de se vitesse de synchronisme, c'està-dire à une fraction de 120 f/P en tours/mn, formule dans laquelle f est la fréquence de la source d'alimentation et P le nombre pair de pilas magnétiques.Il comprend en combinaison: - trois enroulements (A, B & C) géométriquement espacés détermi
nant les piles magnétiques, reliés chacun en série à un inter
rupteur (e, b, c) permettant de commander l'alimentation de
l'enroulement correspondant, - des moyens (D) pour délivrer une impulsion lors de chaque pas
sage par zéro de la tension de la source d'alimentation, - des moyens (RC) pour appliquer à chaque enroulement une demi
alternance complète de la tension d'alimentation parmi n demi
alternances successives en réponse à l'impulsion, n étant égal
au dénominateur de la fraction choisie de 12Uf/P, les demi
alternances appliquées a' chaque enroulement etant régulièrement
décalées dans le temps par rapport Q celle appliquées aux
autres enroulements, et - des moyens pour commander les interrupteurs d manière à ali
menter les enroulements à des moments différents au moyen des
demi-alternances pour engendrer un champ '41 excitation tournant
tel que la vitesse de rotation du moteur soit égale à une frac
tion de 120f/P en tours/mn.According to the invention, the electric motor has a speed of rotation equal to a fraction of its synchronism speed, that is to say a fraction of 120 f / P in revolutions / min, formula in which f is the frequency of the power source and P the even number of magnetic pilas. It includes in combination: - three geometrically spaced windings (A, B & C) determined
the magnetic batteries, each connected in series to an inter
breaker (e, b, c) allowing to control the supply of
the corresponding winding, - means (D) for delivering a pulse at each step
wise by zero of the voltage of the power source, - means (RC) to apply to each winding a half
full alternation of the supply voltage among n half
successive alternations in response to the pulse, n being equal
at the denominator of the chosen fraction of 12Uf / P, the half
alternations applied to each winding being regularly
shifted in time with respect to Q that applied to
other windings, and - means for controlling the switches so as to ali
lie on the windings at different times using the
half-waves to generate a '41 rotating excitation field
such that the engine speed is equal to one frac
120f / P in revolutions / min.
L'invention sera mieux comprise et autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparatront plus clairement à la lecture de la description qui suit a' laquelle deux planches de dessins sont annexées. The invention will be better understood and other objects, advantages and characteristics thereof will appear more clearly on reading the description which follows to which two sheets of drawings are annexed.
La Figure 1 représente schématiquement le procédé préféré se lon l'inventiont et
La Figure 2 illustra le décalage des diffCrents courants Hans le schéma de la figure 1.Figure 1 schematically shows the preferred method according to the invention and
Figure 2 illustrates the offset of the different currents in the diagram of Figure 1.
En référence maintenant à la figure 1, le moteur représenté comprend trois enroulements A, B & C géométriquement espacés, déterminant six piles magnétiques, connectes an Y. Referring now to FIG. 1, the motor shown comprises three geometrically spaced windings A, B & C, determining six magnetic batteries, connected to Y.
Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à l'exemple re- présenté et le moteur peut comporter des enroulements connectés différemment et un autre nombre pair de piles magnétiques. Obviously, the invention is not limited to the example shown and the motor may include windings connected differently and another even number of magnetic batteries.
Les enroulements sont connectés å une source d'alimentation alternative AC, ici une source monophasée ayant un neutre auquel est relié le point neutre P' des enroulements. The windings are connected to an AC power source, here a single-phase source having a neutral to which the neutral point P 'of the windings is connected.
Des interrupteurs, par exemple des triacs a, b, sont respec tivement disposés entre les bornes des pales internes des enrou lements et le point neutre P'. Ces triacs sont commandés à partir des trois conducteurs III, IV & V de sortie du compteur
RC à l'entrée duquel est appliqué le signal de sortie II d'un détecteur D de zéro qui délivre une impulsion à chaque fois que la tension I de la source d'alimentation alternative passe par zéro.Switches, for example triacs a, b, are respectively disposed between the terminals of the internal blades of the windings and the neutral point P '. These triacs are controlled from the three conductors III, IV & V of the counter output
RC at the input of which is applied the output signal II of a zero detector D which delivers a pulse each time the voltage I of the AC power supply goes through zero.
Comme représenté figure 2, la tension I de la source d'alimentation est une tension alternative monophasée de forme sinusoidale composée d'une succession de demi-alternances de polarités opposées et numérotées de 1 à 9 dans l'espace de temps représenté. Le détecteur de zéro n engendre un signal II composé d'une impulsion à chaque passage par zéro de la tension I. Un tel détecteur de zéro est, par exemple, décrit dans la revue "Electronic Design" datée du 27 septembre 1975, page 104, meis d'autres circuits ayant la même fonction connue-peuvent autre avantageusement utilisés. Les signaux de sortie III, IV, V du compteur RC sont respectivement appliqués à la gâchette des triacs a, b et c. As shown in Figure 2, the voltage I of the power source is a single-phase alternating voltage of sinusoidal shape composed of a succession of half-alternations of opposite polarities and numbered from 1 to 9 in the time space shown. The zero detector n generates a signal II composed of a pulse at each zero crossing of voltage I. Such a zero detector is, for example, described in the review "Electronic Design" dated September 27, 1975, page 104 , meis other circuits having the same known function-can other advantageously used. The output signals III, IV, V of the counter RC are respectively applied to the trigger of the triacs a, b and c.
Un tel compteur RC a, par exemple, été décrit dans "Signetics Cor." 9/69 Applications (Memo, 7-4), mais d'autres circuits ayant la même fonction peuvent être avantageusement utilisés.Such an RC counter has, for example, been described in "Signetics Cor." 9/69 Applications (Memo, 7-4), but other circuits having the same function can be advantageously used.
De ce fait, les enroulements A, B & C sont alimentés par des demi-alternances déterminées 1, 4, 7 etc..., 2, 5, 8 etc... et 3, 6, 9 etc..., les triacs a, b, et c permettant cette alimentation de façon décalée. As a result, the windings A, B & C are supplied by determined half-cycles 1, 4, 7 etc ..., 2, 5, 8 etc ... and 3, 6, 9 etc ..., the triacs a, b, and c allowing this feeding in an offset manner.
Dans le cas représenté, les demi-alternances complètes pour les pales magnétiques de chaque enroulement se produisent toutes les trois demi-alternances, les demi-alternances appliquées à chaque enroulement étant régulièrement décalés dans le temps, les unes par rapport aux autres. In the case shown, the full half-waves for the magnetic blades of each winding occur every three half-waves, the half-waves applied to each winding being regularly offset in time, with respect to each other.
En commandant de façon appropriée les triacs a, b et c, les piles magnétiques sont tous alimentés à des instants différents de manière à engendrer un champ tournant tel que la vitesse du moteur soit égale au tiers de sa vitesse de synchronisme. By appropriately controlling the triacs a, b and c, the magnetic batteries are all supplied at different times so as to generate a rotating field such that the speed of the motor is equal to one third of its synchronous speed.
Plus précisément, le détecteur D délivre une impulsion II à chaque passage par zéro de la tension d'alimentation I. Tous les trois passages, une impulsion III est appliquée à la gachette du triac a. De même les impulsions IV qui sont engendrées tous les trois passages par zéro mais qui sont décalées d'un passage supplémentaire, sont appliquées à la gachette du triac b de menière à alimenter l'enroulement B. De même les impulsions V, qui sont engendrées tous les trois passages par zéro de la tension d'alimentation mais qui sont décalés de deux passages par rapport aux premières impulsions III, sont appliquées à la g3chette du triac c de manière à alimenter l'enroulement C. More precisely, the detector D delivers a pulse II at each zero crossing of the supply voltage I. Every three passes, a pulse III is applied to the trigger of the triac a. Likewise the IV pulses which are generated every three zero crossings but which are offset by an additional passage, are applied to the trigger of the triac b so as to supply the winding B. Likewise the V pulses, which are generated all three zero crossings of the supply voltage but which are offset by two passages with respect to the first pulses III, are applied to the gate of the triac c so as to supply the winding C.
D'une manière générale, la sélection d'uns demi-alternance complète s'effectue toutes les n demi-alternances, n étant égal au dénominateur de la fraction choisie 1 de la vitesse de synchronisme 120f/P. Dans 11 exemple représenté, n=3 et P=6. Le fonctionnement correspond donc à celui d'un moteur triphasé qui aurait, selon les techniques connues jusqu'à présent, 18 piles pour avoir la même vitesse de rotation. En outre, le moteur alimenté conformément à l'invention ne nécessite aucun dispositif auxiliaire de démarrage. In general, the selection of a full half-wave is done every n half-waves, n being equal to the denominator of the selected fraction 1 of the synchronization speed 120f / P. In the example shown, n = 3 and P = 6. The operation therefore corresponds to that of a three-phase motor which, according to techniques known up to now, would have 18 batteries to have the same speed of rotation. In addition, the engine supplied in accordance with the invention does not require any auxiliary starting device.
D'autre part, il est aisé de changer le sens de rotation du moteur, par exemple en échangeant deux sorties du compteur RC comme représenté figure 1 au moyen du double inverseur S qui est de préférence réalisé au moyen d'interrupteurs électroniques. On the other hand, it is easy to change the direction of rotation of the motor, for example by exchanging two outputs of the RC counter as shown in FIG. 1 by means of the double inverter S which is preferably produced by means of electronic switches.
Un tel procédé d'alimentation trouve son application à la commande des moteurs de machines à laver ou d'autres dispositifs pour lesquels il est nécessaire de prévoir des inversions programmées du sens de rotation du moteur. De tels moteurs doivent en outre pouvoir fonctionner avec des vitesses de rotation alternativement basses et élevées. Ce résultat est obtenu aisément en déconnectant le dispositif décrit aux moments choisis et en faisant fonctionner le moteur de façon conventionnelle, comme indiqué en tirets sur la figure 1, au moyen du dispositif HS/de l'interrupteur de démarrage SS et du condensateur C. Sur la figure, ce mode de fonctionnement est commandé au moyen d'un triac d dont la gâchette est connectée à une bascule flip-flop
FF commandant les gâchettes des triacs a, b et c comme représente schématiquement en tirets.Toutefois, le changement de mode de fonctionnement ne doit etre effectué que lorsque le moteur lent tourne dans le sens approprié et à sa vitesse nominale, lors d'un passage à zéro de la tension d'alimentation.Such a feeding method finds its application to the control of washing machine motors or other devices for which it is necessary to provide programmed reversals of the direction of rotation of the motor. Such motors must also be able to operate with alternately low and high rotational speeds. This result is easily obtained by disconnecting the device described at the selected times and by operating the motor in a conventional manner, as indicated in dashes in FIG. 1, by means of the device HS / the start switch SS and the capacitor C. In the figure, this operating mode is controlled by means of a triac d, the trigger of which is connected to a flip-flop flip-flop.
FF controlling the triggers of the triacs a, b and c as shown schematically in dashes. However, the change of operating mode should only be carried out when the slow motor turns in the appropriate direction and at its nominal speed, during a passage at zero of the supply voltage.
De même, en mode de fonctionnement lent, la mise en service ou hors service du moteur doit être effectuée lors d'un passage par zéro de la tension d'alimentation. Dans ce but, une unité logique OOL est disposée entre le compteur RC et les triacs a, b, c. Similarly, in slow operating mode, the motor must be put into service or out of service when the supply voltage crosses zero. For this purpose, a logic unit OOL is arranged between the counter RC and the triacs a, b, c.
Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit, ne sortirait pas du cadre de la présente invention. En particulier, la source d'alimentation peut être une source polyphasée. D'autre part, le passage du mode de fonctionnement lent au mode de fonctionnement rapide peut également entre obtenu en utilisant deux des enroulements du moteur lent, un condensateur de déphasage, par exemple, étant connecté entre les bornes libres des enroulements. Although only one embodiment of the invention has been described, it is obvious that any modification made by those skilled in the art in the same spirit, would not depart from the scope of the present invention. In particular, the power source can be a polyphase source. On the other hand, the transition from the slow operating mode to the fast operating mode can also be obtained by using two of the windings of the slow motor, a phase shift capacitor, for example, being connected between the free terminals of the windings.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8103115A FR2500234A1 (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Trans-synchronous motor appts. using time staggering technique - generates speeds which are fractions of synchronous speeds using triacs, logic circuit and crossing detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8103115A FR2500234A1 (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Trans-synchronous motor appts. using time staggering technique - generates speeds which are fractions of synchronous speeds using triacs, logic circuit and crossing detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2500234A1 true FR2500234A1 (en) | 1982-08-20 |
Family
ID=9255304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8103115A Withdrawn FR2500234A1 (en) | 1981-02-17 | 1981-02-17 | Trans-synchronous motor appts. using time staggering technique - generates speeds which are fractions of synchronous speeds using triacs, logic circuit and crossing detector |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2500234A1 (en) |
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