Brevet FR2531286A3 — publié le 19840203

FR 2531286 A3 19840203 FR 8312350 A 19830726 La présente invention concerne un dispositif de changement de vitesse d'un moteur électrique, utilisé notamment dans une machine à laver, comprenant un certain nombre d'enroulements inducteurs, connectés en série entre eux, de manière que le moteur puisse tourner à une preraière vitesse quand toutes les spires d'enroulement inducteurs sont sous tension et à une seconde vitesse, supérieure à la première quand une première partie seulement des spires d'enroulements inducteurs sont sous tension Les machines à laver fonctionnent fondamentalement dans deux conditions différentes : la phase de lavage caractérisée en ce'qu il necessite un fort couple moteur pour faire tourner le tambour plein deau et de linge (qui nsest pas régulièrement distribué à l'intérieur du tambour) et à une faible vitesse du tambour, et la phase d'essorage, caractérisée en ce qu'elle nécessite qu'un faible couple moteur (car il n'y a plus d'eau à l'intérieur du tambour et que le linge est correctement distribué) et à une vitesse de rotation élevée. De combreuses machines à laver comportent un moteur électrique du type dit "universel" dont la caractéristique est que les enroulements de stator et de rotor sont connectés en série et sont agencés pour être alimentés aussi bien en courant continu qu'en courant alternatif. Dans ce genre de moteur, le couple est directement proportionnel au nombre des spires d'enroulement inducteur, tandis que la vitesse de rotation est inversement proportionnelle à ce nombre de spires. Par conséquent, dans la phase de lavage, il est nécessaire de disposer d'un nombre plus élevé de spires inductrices tandis que dans la phase d'essorage, il suffit de disposer d'un faible nombre de spires inductrices. Ce problème est résolu en introduisant un certain nombre de prises intermédiaires dans les enroulements inducteurs, de manière que toutes les spires soient alimentées par des commutateurs actionnés par le programmateur de la machine à laver pendant la phase de lavage, et qu'une partie seulement des spires soit alimentée pendant la phase d'essorage, permettant ainsi d'obtenir respectivement le grand nombre et le petit nombre des spires qui sont nécessaires pour les deux types de fonctionnement. Cependant, cette solution présente l'incon vénient d'être tb5 rigide, car e fait, après la détermination du nombre total des spires et du nombre des spires a exclure par la prise intermédiaire, deux vitesses seulement sont obtenues, cBest-à-dire une vitesse réduite pour la phase de lavage et une vitesse élevée pour la phase d'essorage. Un autre inconvénient résulte du fait que les prises intermédiaires doivent être des prises symétriques et qu'il est nécessaire de disposer de deux jeux de commutateurs qui, en outre, ne doivent pas interférer entre eux, établissant des connexions qui ne sont pas acceptables pour le fonctionnement du moteur avec des difficultés importantes de fonctionnement et de réalisation aussi bien pour le moteur électrique que pour le temporisateur. L'invention a donc pour objet d'éliminer les inconvénients ci-dessus et de proposer un dispositif de changement de vitesses d'un moteur électrique, permettant d'obtenir non seulement la vitesse de lavage mais également deux vitesses différentes d'essorage. Un second objet de l'invention est de simplifier le dispositif de commutation et par conséquent, la réalisation du moteur électrique et du programmateur. Compte tenu de ces objets, l'invention concerne donc un dispositif de changement de vitesse de moteur électrique, notamment utilisé dans une machine à laver, comprenant un certain nombre dgenroulements inducteurs connectés en série entre eux, ce moteur électrique pouvant fonctionner à une première vitesse pour laquelle toutes les spires d'enroulements inducteurs sont. sous tension et une seconde vitesse, supérieure à la première, pour laquelle une première partie seulement des spires d'enroulements inducteurs sont sous tension. Ce dispositif se caractérise par le fait que le dispositif de commutation est réalisé de manière à permettre qu'une seconde partie des spires d'enroulements inducteurs soit mise sous tension pour obtenir une troisième vitesse supérieure à la première. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma du dispositif de changement de vitesse de moteur électrique selon l'inven- tion, et Les figures 2a et 2b illustrent une variante du dispositif de changement de vitesse de la figure 1. La figure 1 montre deux bornes 1 et 2 dlali- mentation en courant alternatif. La borne d'alimentation 1 est connecté à un balai 3 d'un moteur électrique 4du type "universel" dont le second balai 5 est connecté à la borne intermédiaire d'un premier commutateur T1. Une borne latéral 7 du commutateur -T1 est connectée à une extrémité d'un premier enroulement inducteur 9, comportant un nombre de spires N1=160. L'autre extrémité d'enroulement 9 est connectée à une extrémité d'un second enroulement inducteur 10 comportant également un nombre de spires N2 = 160. L'autre extrémité de l'enroulement 10 est connectée à une borne latérale 12 d'un second commutateur T2 dont la borne centrale 11 est connectée à la borne d'alimentation 2. L'autre borne latérale 13 du commutateur T2, ainsi que lsautre borne latérale 8 du premier commutateur 1, sont connectées à une prise inter- médiaire 14 du second enroulement 10, de manière que le nombre des spires entre la borne 12 du commutateur T2 et la prise intermédiaire soit N' 2= 120 et que le nombre des spires entre la prise intermédiaire 14 et l'autre extrémité de l'enroulement 10 soit N"2 = 40. Les commutateurs T1 et T2 sont permutés par le programmateurs de la machine à laver. De plus, les commutateurs T1 et T2 sont commandés par des touches, faciles à manipuler par l'utilisateur. Sur l'une des touches connectées au commutateur T1 est écrit par exemple 800 tours tandis que sur la touche connectée au commutateur T2 est écrit par exemple 1100 tours. De plus, si la touche connectée respectivement au commutateur T1 (T2 ) a été manoeuvrée par l'utilisateur, la connexion 6-7 (11-12) respectivement est fermée et le commutateur ne peut plus être commandé par le programmateur de la machine à laver. Le dispositif fonctionne de la manière suivante : Si l'utilisateur choisit une vitesse d'essorage du tambour de 800 t/min, il appuie sur la touche de commande du commutateur T1 ce dont il résulte que les contacts 6-7 sont fermés. Pendant la phase de lavage, le programmateur ferme les contacts 11-12 au commutateur T2 de sorte que toutes les spires des enroulements 9 et 10 sont alimentées et dans ce cas, N = N1 + N2 = 320 spires, de sorte que dans ces conditions, le tambour tourne à une vitesse de 55 t/min. Pendant la phase d'essorage, le programmateur ferme les contacts 11-13 du commutateur T2 et~seules les spires N'2 sont alimentées. Dans ce cas, N = N1 + Nl2 = 200 spires, et, dans ces conditions, le tambour tourne exactement à la vitesse de 800 t/min. Dans ce cas, le champ magnétique résultant est partiellement déséquilibré, comportant 160 spires pour l'enroulement 9 pour 40 spires pour l'enroulement 10 ; mais cela n'est pas un gros inconvénient car le moteur a déjà atteint une certaine vitesse, qu'il nsy a plus dseau dans le tambour, que le linge est bien distribué, de sorte que le moteur ne présente pas les inconvénients precités ;; au contraire, pour effectuer le changement de vitesse, un commutateur (T2) seulement est suffisant, commandé par le programmateur, ce qui entraîne une simpli fjcation considérable de fonctionnement et de réalisation à la fois pour les enroulements du moteur avec une seule prise intermédiaire au lieu de deux (comme cela était nécessaire pour l'alimentation équilibrée) et pour le programmateur. Si l'utilisateur choisit une vitesse du tambour de 110 t/min, il pousse la touche de commande de commutateur T2, ce qui entralne la fermeture des contacts 11-12. Pendant la phase de lavage, le programmateur ferme les contacts 6-7 du commutateur T1 de sorte que toutes les spires sont sous tension tandis que pendant la phase d'essorage, le programmateur ferme les contacts 6-8 de sorte qu'il ne reste dans l'enroulement 10 que N2 spires sous tension et que l'enroulement 9 est complètement coupé ; le nombre des spires est donc N = N'2 = 120 et dans ces conditions, le tambour tourne exactement à la vitesse de 1100 t/min. Il est donc possible d'atteindre des vitesses plus élevées avec un plus petit nombre de spires que dans l'essorage ci-dessus. Il est donc possible également d'obtenir une vitesse de lavage et deux vitesses d'essorage en utilisant une seule prise intermédiaire et deux commutateurs. Pour la première vitesse d'essorage, seule une premiere partie des spires de l'enroulement 10 est utilisée tandis que pour la seconde vitesse d'essorage, les autres spires de l'enroulement 10 qui ne sont pas utilisées pour la première vitesse d'essorage sont utilisées à leur tour. En regard des figures 2a et 2b pour lesquelles les mêmes éléments sur la figue 1 sont définis par les mêmes références, il apparalt sur la figure 2a que le commutateur T1 est supprimé tandis que sur la figure 2b le commutateur T2 est supprimé (les deux ont été remplacés par des connexions fixes). En dehors de cela, les deux circuits sont entierement similaires à celui représenté sur la figure 1, de sorte que la description n'en est pas nécessaire. Les figures 2a et 2b illustrent des cas déjà examinés au cours de la description du fonctionnement du circuit de la figure 1, mais appliqués à deux machines différentes. En particulier, le circuit de la figure 2a concerne une machine à laver qui peut avoir une vitesse d'essorage du tambour de 800 t/min et le circuit de la figure 2b montre une machine à laver dont le tambour peut atteindre la vitesse d'essorage de 1100 t/min. Il est évident que dans ces variantes, les touches connectées aux commutateurs T1 et T2 sont supprimées pour que l'utilisateur ne puisse choisir entre deux vitesses d'essorage, les commutateurs étant commandés par la machine à laver seulement. En fait, le commutateur T1 et le commutateur T2 sont le même commutateur qui dans une machine est monté comme le montre la figure 2a tandis que dans l'autre machine il est monté comme le montre la figure 2b. Le fonctionnement de ces deux types de machines est absolument similaire à celui des cas illustrés en regard de la figure 1, de sorte qu'il n'y a pas lieu d'en répéter la description. L'avantage de cette variante réside dans le fait qu'en changeant seulement les connexions sur le panneau de connexion du moteur 4, et sans changer aucun des éléments fonctionnels, deux machines à laver différentes sont obtenues avec des vitesses d'essorage différentes, ce qui apporte des avantages remarquables concernant la standardisation des éléments pour les différents modeles de machine, et les économies associées à la fois pour la production, l'entretien et la réparation des machines elles-memes. Il est évident que le présént dispositit peut être également connecté à des machines à laver assurant un contrôle continu de vitesse d'essorage dans des plages de vitesse fixes, au moyen d'un circuit électronique de commandes de vitesses. En fait, le présent dispositif permet le choix de la plage de vitesses d'essorage du tambour (jusqu'à 800 ou 110 t/min au maximum) et dans ces plages, la commande continue de vitesses d'essorage peut être effectuée. Il a toujours été fait mention ci-dessus de la vitesse du tambour mais il est évident que la vitesse du moteur est proportionnelle à la vitesse du tambour. Il est de règle que la vitesse du moteur électrique soit supérieure à la vitesse du tambour et un dispositif réducteur approprié est prévu dans la machine. Selon une solution préférée, le rapport entre la vitesse du moteur et celle du tambour est 13,5 de sorte que les vitesses de rotation du moteur sont 750 t/min pendant la phase de lavage, 11000 t/min pendant l'essorage à faible vitesse et 15000 t/min pendant l'essorage à grande vitesse. La présente description montre clairement les avantages de ce dispositif de changement de vitesse de moteur électrique selon l'invention. En particulier, ces avantages sont représentés par la possibilité d'obtenir une vitesse de lavage et deux vitesses d'essorage avec une commutation simple, ou de permettre la fabrication de deux machines à laver avec des vitesses d'essorage différentes sans changer le moteur électrique et les éléments qui l'entourent et cela avec une grande simplicité fonctionnelle et dé réalisation du dispositif lui-meme. Il est bien évident que de nombreuses autres modifications du dispositif décrit sont possibles, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, en renoncent à l'avantage de la simplicité de réalisation du dispositif de commutation, un meilleur fonctionnement du moteur peut être obtenu en prévoyant une seconde prise intermédiaire également pour le premier enroulement neuf, ce qui permet d'obtenir un champ magnétique équilibré dans le moteur, même aux deux vitesses d'essorage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de changement de vitesse pour un moteur électrique, notamment utilisé dans une machine à laver, comprenant un certain nombre d'enroulements inducteurs connectés en.série entre eux, ledit moteur électrique pouvant fonctionner à une première vitesse quand toutes les spires d'enroulements inducteurs sont en fonctionnement, à une seconde vitesse supérieure à la première quand seulement une partie desdites spires d'enroulements inducteurs sont en fonctionnement, dispositif caractérisé en ce qu'il est réalisé pour permettre qu'une seconde partie (N'2) des spires d'enroulements inducteurs soit en fonctionnement pour atteindre une troisième vitesse supérieure à la première 2.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde partie des spires est la partie des spires (Nç2) des enroulements (9,10) qui sont mis hors service pour atteindre ladite seconde vitesse. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moteur comporte une première prise intermédiaire (14) qui permet à ladite première partie (N1 + N'2) des spires d'enroulement et à ladite seconde partie (nit) de fonctionner. 4.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits enroulements (9,10) sont du type équilibré et comportent ladite première prise intermédiaire (14) sur un côté dudit enroulement équilibré et une seconde prise intermédiaire sur l'autre côté dudit enroulement équilibré (9,10) ledit dispositif de commutation comprenant un commutateur double afin que, lorsque ladite première partie (N' 2 + N1) desdits enroulements (9,10) est en fonctionnement pour atteindre ladite seconde partie (N'2) est en fonctionnement pour atteindre ladite troisièmevitesse, les enroulements inducteurs du moteur soient alimentés symétriquement de sorte que le champ magnétique produit est équilibré dans toutes les conditions de fonctionnement. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en coque, même si lesdits enroulements (9,10) sont du type équilibré, seule ladite première prise intermédiaire (14) est prévue et, pour atteindre ladite seconde vitesse, le dispositif de commutation permet d'alimenter les enroulements inducteurs (9,10) du moteur (4) en commençant par ladite première prise intermédiaire (14) Jusqu'à une première extrémité desdits enroulements (9,10) tandis que pour atteindre ladite troisième vitesse, le dispositif de commutation permet d'alimenter l'autre partie des enroulements (9,10) du moteur (4) à partir de ladite prise intermédiaIre (14) jusqu a une seconde extrémité desdits enroulements (9v10). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite prise intermédiaire (14) est située de manière qu'en fonctionnement, pour atteindre ladite seconde vitesse, plus d'une moitié (N"2 * M1) du nombre total (N1 + N2) des spires desdits enroulements (9,10) soit alimentée, tandis que pour atteindre ladite troisième vitesse, moins d'une moitié (Nl2) du nombre total des spires (N1 + N2) desdits enroulements (9,10) est alimentée. 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un premier commutateur T1 et un second commutateur T2 placé dans le circuit d'alimentation desdits enroulements inducteurs (9,10) comportant ladite prise intermédiaire (14) afin de permettre l'alimentation de toutes les spires desdits enroulements (9,10) ou de ladite première partie (N'2 + N1) OU de ladite seconde partie (N'2). 8. Dispositif selonla revendication 7, caractérisé en ce que ledit second commutateur ) comporte un contact central connecté à une borne d'alimentation (2) et des contacts latéraux connectés respectivement à une extrémité desdits enroulements (9, 10) et à ladite prise intermédiaire (14) tandis que le contact central dudit premier commutateur (T1) est connecté à un balai (5) dudit moteur électrique (4) et ses contacts latéraux sont connectés respectivement à l'autre extrémité desdits enroulements (9,10) et à ladite prise intermédiaire (14). 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première vitesse du moteur électrique (4) est d'environ 750 t/min correspondant à la vitesse courante de rotation du tambour dans la phase de lavage. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde vitesse dudit moteur électrique (4) est d'environ 1100P t/min correspondant à une vitesse de rotation du tambour de 800 t/min environ. 11. Dispositif selon la revendicztion 1, caractérisé en- ce que ladite troisième vitesse dudit moteur électrique (4) est d'environ 15000 t/min correspondant à une vitesse de rotation du tambour de 1100-t/min. 12. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit premier commutateur (T1) et ledit second commutateur (T2) sont changés de position par le temporisateur d'une machine à laver et sont commandés par une première et une seconde touches faciles à actionner par l'utilisateur, sur lesquelles sont également indiquées les vitesses correspondantes de rotation de la machine. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que, lorsque ladite première touche est poussée, ledit premier commutateur (T1) est placé dans une position de repos dans laquelle les contacts (6-7-8) sont fermés dans une position fixée (6-7) qui peut être changée par le temporisateur de la machine à laver tandis que lorsque la seconde touche est poussée, ledit second commutateur (T2) est placé sur une position de travail dans laquelle les contacts (11-12-13) sont fermés dans une position fixe (11-12) cette position ne pouvant être changée par autre chose que le temporisateur de la machine à laver. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la fermeture de ladite première touche de commande dudit premier commutateur (T1) permet à la machine à laver de fonctionner avec lesdites première et seconde vitesses, tandis que la fermeture de ladite seconde touche de commande dudit second commutateur (T2) permet à la machine à laver de fonctionner avec ladite première et ladite troisième vitesses. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que, lorsque ladite yemière touche est poussée, ledit premier commutateur (T1) ferme ses contacts (6-7-8) dans ladite première position fixe (6-7) tandis que pendant la phase de lavage, le temporisateur ferme les contacts (11-12-13) dudit second commutateur (Tg) de manière à alimenter toutes les spires desdits enroulements (9,10) tandis que pendant la phase d'essorage, il ferme les contacts (11-12-13) de manière à alimenter seulement la première partie (N"2 + N''1) desdits enroulements (9,10) et, lorsqu'elle est poussée, ladite seconde touche desdits commutateurs (T2) ferme ses contacts (11-12-13) dans ladite seconde position fixe (11-12) tandis que pendant la phase de lavage, le temporisateur ferme les contacts (6-7-8) dudit premier commutateur (T1) de manière à alimenter toutes les spires des enroulements (9,10) tandis que pendant la phase d'essorage, il ferme les contacts (6-7-8) desdits premiers commutateurs (T1) de manière à alimenter seulement ladite seconde partie des spires (N'2) desdits enroulements (9,10). 16. Dispositif selon la revendication 37 caractérisé en ce que, pour être utilisé sur des machines à laver avec des vitesses maximales de rotation du tambour en phase d'essorage, il comporte un seul commutateur, qui, lorsqu'il est monté avec son contact central connecté à une première borne d'alimentation (2) et avec ses contacts latéraux connectés respectivement à ladite prise intermédiaire (14) à une première extrémité desdits enroulements (9,10), il permet à la machine à laver de fonctionner à ladite première et à ladite seconde vitesses tandis que lorsqu'il est monté avec son contact central connecté à un balai (5) dudit moteur électrique (4) et avec ses contacts latéraux connectés respectivement à ladite prise intermédiaire (14) et à une seconde extrémité desdits enroulements (9,10), il permet à la machine à laver de fonctionner à ladite première et à ladite troisième vitesses. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit commutateur est monté avec son contact central connecté à ladite première borne d'alimentation (2) et avec ses contacts latéraux connectés respectivement à ladite prise intermédiaire (14) et à ladite première extrémité desdits enroulements (9,10), et pendant la phase de lavage, le temporisateur de la machine à laver fermant les contacts du commutateur de manière que toutes les spires desdits enroulements (9,10) soient alimentées, tandis que pendant la phase d'essorage à ladite seconde vitesse, il ferme les contacts de commutateur de manière que seule ladite première partie des spires (N2 + N1) desdits enroulements (9,10) soit alimentée, et quand ledit commutateur est monté avec son contact central connecté audit balai (5) dudit moteur électrique (4) et avec ses contacts latéraux connectés respectivement à ladite prise inter médiaire (14) et à ladite seconde extrémité desdits enroulements (9,10) , le temporisateur de la machine à laver ferme les contacts dudit comm.utateur de manière que toutes les spires desdits enroulements (9,10) soient alimentées pendait la phase de lavage tandis que pendant la phase d'essorage à ladite troisième vitesse, il ferme les contacts dudit commutateur de manière à alimenter seulement ladite seconde partie des spires (N) desdits enroulements (9,10) qui n'étaient pas alimentées dans le cas de l'essorage à ladite seconde vitesse.