Brevet FR2200661A1 — publié le 19740419

La présente invention concerne un moteur asynchrone monophasé comportant un enroulement principal et un enroule- -ment auxiliaire. Dans le cas des pompes et des ventilateurs entrains par des noteurs asynchrones monophasés, il peut être nécesfaire de faire varier la vitesse du moteur, en un ou plu -sieurs paliers, et par conséquent, de faire varier la puissance du moteur, On sait faire varier la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone et déplacer par conséquent sa courbe de couple dans le diagramme M, S, dans lequel M représente le couple, et S le glissement, en ajoutant un enroulement auxiliaire qu'on monte en série avec 11 enroulement principal déjà exis -tant. Dans ce but, le btti du moteur comporte des bornes de façon à pouvoir brancher le moteur sur son enroulement principal ou sur aroa enroulement principal plus l'enroulement auxiliaire. Il est également connu d'ajouter des résistances en série avec les deux enroulements, mais ces procédés connus se caractérisent par le fait qu'ils sont cher , et qu'ils entratnent des pertes importantes. La présente invention a pour objet un moteur asynchrone monophasé, comportant un enroulement principal et un enrou -lement auxiliaire, caractérisé en ce que ltenroulement auxiliaire est monté de façon à pouvoir dtre branché sélec -tivement en série ou en parallèle avec ltenroulement prin -cipal pour obtenir un réglage par paliers de la vitesse du moteur On obtient ainsi la variation désirée de la vitesse de rotation du moteur et par conséquent une variation de sa puissance sans augmenter de façon appréciable son prix de revient, car le passage d'une vitesse élevée à une vitesse lente et vice-versa peut s'effectuer par exemple au moyen d'un simple commutateur unipolaire à deux voies branchant ltenroulement auxiliaire en série ou en parallèle avec l'en -roulement principal. Un simple commutateur de ce type cons -titue un élément n'augmentant pas de façon appréciablc le @rix, et un moteur ainsi équipé suivant l'invention apporte unc solution au problème précité, très nettement oins cot- -teuse que les solutions connues jusqu'à présent. Si le commutateur précité est thermo-commandé, on peut obtenir treks simplement un réglage automatique en plus ou en moins de la vitesse d'un moteur qui par exemple entraîne la pompe de circulation d'une installation de chauffage central, de façon que le moteur fonctionne à aible vitesse ducs la journée t à vitesse élevée pendant lu nuit. @fin d'augmenter les possibilités de réglage, l'enrou -lement auxiliaire peut comporter une ou plusieurs prises de façon à pouvoir régler la vitesse de rotation par échelons entre les vitesses maximum et minimum. Il faut noter enfin que la commutation n'a pas 'in- -fluence sur le sens de rotation du moteur, si la capacité normalement montée en série avec l'enroulement auxiliaire au démarrage du moteur , est montée en parallèle avec l'en -roulement principal du moteur pendant la commutation. Dans le cas où la capacité est branchée en parallele avec l'enrou -lement auxiliaire, le sens de rotation est inversé à moins que les conducteurs d'alimentation électrique de l'enroule -ment principal ou de l'enroulement auxiliaire ne soient inversés, ce qui peut par exemple être effectué au moyen d'un inverseur de polarité. En outre, le réglage vers une diminution de vitesse se caractérise par une diminution de l'alimentation en nergie, et par conséquent on obtient un rendement relativement élevé a faible vitesse, ce qu'on ne peut obtenir autrement que par des enroulements plus complexes et par conséquent revenant plus cher. Le procédé de régula -tion de la vitesse par modification de la courbe ou couple, convient mieux aux clarges à caractéristique de couple crois -sant au démarrage, comme c'est le cas par exemple pour les pompes et les ventilateurs. L'invention sera mieux comprise à la locture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemples non limitatifs plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un montage classique d'un enrou -lement principal et d'un enroulement auxiliaire, pour moteur asynchrone monophasé. La figure 2 représente un montage suivant l'invention, dans lequel un enroulement auxiliaire est monte en série avec un enroulement principal. La figure 3 représente les courbes de couple d'un moteur suivant l'invention à une vitesse faible et à une vitesse élevée, respectivement et une caractéristique de couple de démarrage sous charge. La figure 4 représente un montage correspondant à celui de la figure 2 dont il se différencie par le montage de la capacité en parallèle avec l'enroulement auxiliaire, et par un sens de rotation opposé. La figure 5 représente un montage correspondant à celui de la figure 4 dont il se différencie par un sens de rotation opposé, les conducteurs d'alimentation de l'enroulement principal ayant été inversés. La figure 6 représente un montage comme celui de la figure 1, mais comportant en outre un commutateur unipolaire à deux voies. La figure T représente un montage comme celui ae la figure 6, mais dans lequel l'enroulement auxiliaire comporte des prises. La figure 8 représente des courbes de couples corres-pondant au cas de la figure T. La figure I représente un montage classique d'un enrou -lement principal I, et d'un enroulement secondaire 2, d'un moteur asynchrone monophasé L'enroulelert auxiliaire 2 qu'on désigne également par enroulement de démarrage est monté en parallèle avec l'enroulement principal I au moyen des bornes principales a et s du moteur. L'enroulement auxi- faire est de fanon connue monté en s rie avec une capacité C de façon à obtenIr la différence de phase nécessaire entre les courants alimentait l'enroulement principal et l'enroule- peut auxiliaire, et par conséquent le couple de démarrage requis. Sur la figure 1, on a également représenté schémati -quement deux autres bornes, l'une désignée par c dans le circuit de l'erroulement principal, et l'autre par d dans le circuit de l'enroulement auxiliaire. Ces bornes sont également accessibles à l'extérieur du moteur, comme les deux bornes principales a et b. Le pontage de ces Bernes étant bien connu de l'homme de l'art, on ne l'a pas décrit en détail. La partie à droite de la figure montre symboli- -quement le sens de rotation vers la droite. Si, comme repré- -senté sur la figure 2, la liaison entre les bornes b et c est interrompue et si on établit une liaison entre les cosses c et d, l'enroulement principal du moteur et son enroulement auxiliaire sont suivant l'invention montés en série entre les cosses principales a et b du moteur, la capacité C étant en même temps montre en parallèle avec l'enroulement principal 1. I1 en résulte que la tension appliquée se partage entre les deux enroulements, d'où un abaissement de la courbe de couple du moteur. Ceci est représenté sur la figure 3, dans laquelle l'axe des abscisses d'un système de coordonnées rectangulaires, représente le glissement S du moteur en pour cent de la vitesse de rotation synchrone, et l'axe des or -données représente le couple M du moteur. La courbe supé -rieure Mf correspond à la tension maximale appliquée à l'enroulement principal, et indique ainsi le couple maximal que peut fournir le moteur, tandis que la courbe inférieure M1 du couple correspond à une tension réduite de l'enroule- -ment principal. La vitesse à laquelle le moteur se règle de lui-meme dépend de la charge, ce qui est indiqué dans le diagramme par la caractéristique de couple B de la cÏ-arge, et cette caractéristique peut p r exemple représenter la caractéristique de couple d'un ventilateur. I1 est évident Que la vitesse du moteur est modifiée par l commutation. En outre la figure 2 indique une rotation dans le sens des aiguilles d'tuie montre. Ainsi la commutation n'inverse pas le sens de rotation du moteur. Cependant, ce serait le cas si la capacité C était montée en parallèle avec l'enroulement auxiliaire 2 corme représente sur la figure 4, mais on qeut également obtenir une rotation correcte, dans ie sens des aiguilles d'une montre en modifiant la scolarité de l'enrou- -lement principal, comme représente sur la figure 5, par exemple au moyen d'un inverseur de polarité. La figure 6 montre comment les branchements représentes sur les figures I et 2 peuvent être obtenus a; moyen d'un commutateur unipolaire à deux voies 3. La figure 7 montre comment on pet effectuer un réglage de la vitesse en plusieurs paliers, en munissant l'enroule- -ment auxiliaire d'une prise supplémentaire e. Avec le com -mutateur 3 relié à la prise e, on obtient une courbe de couple Mm se situant entre les deux courbes de couple Mf et M1 représentées sur la figure 3, comme on peut le voir sur la figure 8. sien entendu l'invention n'est nullement limitée aux exemples décrits et representés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. C'est ainsi par exemple, que sur la figure 7 7, enroulement auxiliaire ne comporte qu'une seule prise, alors que si nécessaire on pourrait prévoir des prises suppldmentaires. REVENDICATIONS 1) Motour as@nchrone monophasé comportant un enroulement @rincipal et un enroulement auxiliaire, caractérisé en ce que l'enroulement auxiliaire peut être sélectivement monté en série ou en parallèle avec l'enroulement principal, pour obtenir le réglage par paliers de la vitesse du moteur. 2) Moteur asynchrone suivant la revendication I, caruc- -térisé en ce qu'il comporte un commutateur unipolaire à deux voies pour brancher l'enroulement auxiliaire en série ou en parallèle avec l'enroulement principal. 3) Moteur asynchrone suivant la revendication 2, carac- -térisé en ce oue le commutateur précite est thermo-commandé. 4) Moteur asynchrone suivant l'une quelconque des reven- -dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enroulement auxi -1iaire comporte au moins une prise intermédiaire.