Brevet FR2554517A1 — publié le 19850510

POMPE A VIDE ROTATIVE A PALETTES, AVEC MOTEUR D'ENTRASNEMENT DANS UN CARTER. L'invention concerne une pompe à vide rotative à palettes, dans laquelle le système de pompe et le moteur d'entraînement électrique, notamment un moteur à courant alternatif, se trouvent dans un carter et sont recouverts d'huile, et dans laquelle, en plus du moteur d'entraînement, un générateur électrique est agencé sur l'arbre de pompe. Pour optimiser le mot-eur d'entraînement, le condensateur de démarrage est mis hors-circuit après franchissement du couple de décrochage. Dans la demande de brevet allemand DE-OS 26 20 375 est décrite une pompe rotative à palettes qui est étanchée par huile et est entraînée par un moteur qui lui est directement couplé. Dans ce cas, le système de pompe et le moteur d'entraînement électrique sont agencés dans un carter commun qui est rempli d'huile à un point tel que les deux modules tournent dans l'huile. Pour contrôler la vitesse de rotation, un générateur électrique est agencé en plus, sur l'arbre de pompe. La montée en régime de la pompe exige, pour la seule accélération des parties tournantes, un couple plus important que celui nécessaire pour la marche à vitesse nominale. Toutefois, si le système de pompe et le moteur sont, comme dans le cas décrit ici, complètement recouverts d'huile, et si -toutes les pièces tournantes tournent donc dans l'huile, la montée en régime exige un couple supplémentaire notable, pour surmonter les effets de la viscosité de l'huile. Cela est encore plus net à froid, lorsque la viscosité de l'huile est particulièrement forte. Prévoir un moteur d'entraînement, notamment un moteur à courant alternatif, en ne tenant compte que de la brève période de montée en régime impliquerait un fort surdimensionnement par rapport à celui correspondant à la marche permanente de la pompe. Aux inconvénients d'une construction géométriquement défavorable, d'un accroissement des coûts, de la consommation d'énergie et de la bruyance; s'ajoute ici, en particulier, le problème d'un développement de chaleur exagéré. Compte tenu de l'huile utilisée, une certaine température (par exemple 1000C) ne doit pas être dépassée. Pour accroître, pendant le temps de montée en régime, le couple d'un moteur à courant alternatif conçu pour la marche permanente, on peut brancher, en parallèle du condensateur de marche, un condensateur de démarrage supplémentaire (voir la publication AEG-Telefunken-Handbücher 4 "Einphasenmotoren"). Après franchissement du couple de décrochage du moteur d'entraînement, ce couple correspondant au couple maximal que ce moteur peut brièvement fournir, le condensateur de démarrage est remis hors circuit, afin d'éviter une surchauffe du moteur. La mise hors- circuit du condensateur de démarrage s'effectue, dans l'art antérieur, par des interrupteurs à force centrifuge, des relais de courant ou des relais temporisés. Pour assurer une utilisation universelle des pompes à vide rotatives à palettes, celles-ci doivent convenir pour diverses tensions et fréquences de réseau. Cet impératif, et ltétat des choses impliqué par le type de construction de la pompe à vide rotative à palettes conduisent toutefois aux inconvénients suivants lorsqu'on utilise l'un des trois éléments de coupure habituels Interrupteurs à force centrifuge L'utilisation d'interrupteurs à force centrifuge opérant dans l'huile conduit à quelques problèmes. Par exemple, l'huile provoque un isolement des contacts. En outre, du fait de la viscosité de l'huile, la commutation exacte des pièces mobiles dans l'huile est difficile. Si l'on monte des interrupteurs à force centrifuge, l'encombrement longitudinal du moteur augmente, ce qui, outre des conditions géométriques défavorables, a aussi des répercussions négatives sur le silence de fonctionnement. Un autre inconvénient des interrupteurs à force centrifuge réside dans le fait qu'une fois réglés sur une vitesse de rotation déterminée, ils "coupent" à cette vitesse, indépendamment de la fréquence sur laquelle le moteur fonctionne. Or, le couple de décrochage du moteur, donc aussi l'instant auquel le condensateur de démarrage doit être mis hors circuit, dépend de cette fréquence. Relais de courant L'utilisation de relais de courant présente l'inconvénient d'exiger un type différent pour chaque tension et fréquence, afin que l'instant de la coupure soit exactement respecté. Relais temporisés Les relais temporisés donnent lieu aux mêmes inconvénients que les relais de courant, puisqu'ils dépendent également de la tension et del3/fréquence. Dans leur cas, il y a cet inconvénient supplémentaire que le temps est fixé à l'avance, c'est-à-dire que si le temps de montée en régime varie pour une cause marginale quelconque, par exemple à la suite d'une variation de température, le point de commutation ne peut pas alors être respecté de manière optimale. Par exemple, l'enroulement chauffe dans le cas d'une coupure tardive du condensateur de démarrage. L'invention a pour but de parvenir à un entraînement monophasé optimisé pour toutes les conditions de fonctionnement, pour pompe à vide rotative à palettes étanchée à l'huile et dotée d'un moteur d'entraînement intégré. Dans ce cadre, il convient de tenir compte de ce que le système de pompe et le moteur d'entraînement se trouvent dans un carter commun et sont recouverts d' huile. En outre, il convient de tendre vers un encombrement minimal et une puissance absorbée aussi réduite que possible. La pompe doit pouvoir être utilisable dans différentes conditions d'exploitation (par exemple : diverses tensions et fréquences de réseau, différentes températures ambiantes). Selon l'invention, ces buts sont atteints par le fait que les signaux que le générateur engendre en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de pompe sont utilisés pour commander des moyens de coupure automatiques qui, lorsqu'est atteinte une vitesse de rotation pour laquelle le couple de décrochage du moteur d'entraînement est franchi, mettent un condensateur de démarrage hors circuit. Pour accroître le couple de démarrage d'un moteur à courant alternatif, on branche, en parallèle du condensateur de marche, un condensateur de démarrage. Lorsque la pompe a atteint une vitesse de rotation pour laquelle le couple de décrochage du moteur est franchi, le condensateur de démarrage est mis hors circuit ("coupé"). Le signal pour cette mise hors circuit (ce signal se présentant sous la forme d'une fréquence ou d'une tension) est fourni par un générateur qui se trouve sur l'arbre de pompe. La commande est constituée par une partie réseau, une partie électronique et une partie de puissance. La partie réseau est conçue de manière que toutes les fonctions des moyens électroniques soient assurées dans les domaines de 90 V à 130 V, et de 180 V à 360 V, le transformateur étant commuté côté primaire, dans le premier cas. Cela s'applique aussi aux fréquences de réseau, 50 Hz et 60 Hz, la commutation pouvant s'effectuer automatiquement ou manuellement.Lorsque le moteur monte en régime, le générateur situé sur l'arbre de pompe délivre une tension à peu près sinusoïdale, dont la fréquence dépend de la vitesse de rotation de l'arbre de pompe. Cette tension de générateur et/ou sa fréquence sont traitées par les moyens électroniques, de manière que, lorsque l'arbre de pompe atteint une certaine de vitesse de rotation, pour laquelle le couple de décrochage du moteur est franchi, un signal de mise hors-circuit du condensateur de démarrage soit délivré, cela indépendamment de la fréquence du réseau. Les moyens électroniques sont conçus de manière qu'en cas de modification de la fréquence du réseau la vitesse de rotation pour laquelle la mise hors circuit doit avoir lieu puisse être mise en correspondance,. cela automatiquement ou manuellement, avec le couple de décrochage correspondant à la fréquence particulière du réseau.Le signal peut être commandé par la fréquence du générateur, tout aussi bien que par la tension de ce générateur. Les avantages atteints avec l'invention résident dans le fait que le condensateur de démarrage peut être fiablement mis hors circuit, pour une vitesse de rotation correspondant au couple de décrochage du moteur, et cela indépendamment de la tension et dela fréquence du réseau, et d'autres conditions de fonctionnement extérieures, telles que, par exemple, la température. On obtient ainsi une pompe ayant un encombrement optimal et des caractéristiques de fonctionnement optimisées. Le moteur peut être conçu pour une marche permanente et n'a pas à être étudié pour le bref temps de montée en régime pendant lequel le couple de rotation doit être sensiblement plus élevé. On décrira maintenant plus en détail une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par le dessin annexé, dans lequel la figure unique représente schématiquement une forme de réalisation de l'invention. Le rotor de la pompe à vide rotative à palettes, 1, le moteur d'entraînement 2 et le générateur 3 sont agencés sur un arbre commun. Les extrémités des enroulements du moteur 2 et du générateur 3, ainsi que les connexions des moyens électroniques de coupure automatiques 5 prévus pour la mise hors circuit du condensateur sont électriquement reliées dans la boîte à bornes 4 du moteur d'entraînement 2. Lorsque la tension de réseau appropriée 6 est appliquée dans la boîte à bornes 4, la montée en régime du moteur 2 commence. Afin d'obtenir, dans le moteur 2, pendant la phase d'accélération à pleine vitesse, le fort couple de démarrage nécessaire, le condensateur ae démarrage 7 et le condensateur de marche 8 sont branchés en parallèle, par les moyens électroniques 5 de commande de condensateur. Lorsqu'une vitesse de rotation correspondant au couple de décrochage du moteur est atteinte, le générateur 3 fournit une certaine tension, ou encore une certaine fréquence, qui est traitée par les moyens électroniques 5 de mise hors circuit du condensateur, de façon telle que le condensateur de démarrage 7 soit mis hors circuit. Cela s'effectue par le fait que le relais de puissance 9 est actionné par les moyens électroniques 5 de mise hors circuit, et que le contact 10 de ce relais vient en position d'ouverture, le condensateur de démarrage 7 étant donc mis "hors circuit". Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisis pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Pompe à vide rotative à palettes, dans laquelle le système de pompe (1) et le moteur d'entraînement électrique (2), notamment un moteur à courant alternatif, se trouvent dans un carter et sont recouverts d'huile, et dans laquelle, en plus du moteur d'entraînement, un générateur électrique (3) est agencé sur l'arbre de pompe, caractérisée en ce que les signaux que ce générateur (3) engendre en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre de pompe sont utilisés pour commander des moyens de coupure automatiques (5, 9,10) qui, lorsqu'est atteinte une vitesse de rotation pour laquelle le couple de décrochage du moteur d'entraînement (2) est franchi, mettent un condensateur de démarrage (7) hors circuit. 2. Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que c'est la fréquence produite par le générateur (3) qui est utilisée comme signal pour commander les moyens de coupure automatiques (5, 9, 10). 3. Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que c'est la tension produite par le générateur (3) qui est utilisée comme signal pour commander les moyens de coupure automatiques (5, 9, 10).