CH639224A5 - Engine electrical burner liquid fuel. - Google Patents
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Description
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REVENDICATIONS Moteur électrique pour brûleur à combustible liquide, ayant un enroulement auxiliaire de démarrage pourvu d'une résistance à coefficient de température positif, caractérisé en ce que ce moteur électrique, assurant au brûleur un régime stabilisé et présentant une protection efficace de ses enroulements, comprend en premier lieu, comme résistance à coefficient de température positif, une résistance ayant un temps de 0,5 à 2 secondes pour faire évoluer sa résistance ohmique allant d'une valeur minimale laissant le passage à un courant électrique à une valeur maximale entravant le passage à ce courant, en deuxième lieu, dans son enroulement principal et son enroulement auxiliaire, et à rotor bloqué, une vitesse d'élévation de température respectivement inférieure ou égale à 7 0C/seconde et 55 "C/seconde. CLAIMS Electric motor for liquid fuel burner, having an auxiliary starting winding provided with a resistance with positive temperature coefficient, characterized in that this electric motor, ensuring the burner a stabilized speed and having effective protection of its windings, comprises firstly, as a resistance with a positive temperature coefficient, a resistance having a time of 0.5 to 2 seconds to change its ohmic resistance going from a minimum value allowing the passage to an electric current to a maximum value hindering the passage at this current, secondly, in its main winding and its auxiliary winding, and with locked rotor, a speed of temperature rise respectively less than or equal to 7 ° C. / second and 55 "C. / second.
La présente invention concerne un moteur électrique pour brûleur à combustible liquide. The present invention relates to an electric motor for a liquid fuel burner.
A l'origine, les brûleurs à combustible liquide tels que ceux à mazout étaient habituellement équipés de moteurs asynchrones monophasés fonctionnant en version à enroulement auxiliaire résistant de démarrage. Originally, liquid fuel burners such as those with oil were usually equipped with single-phase asynchronous motors operating in a version with an auxiliary starting resistance winding.
Des dispositifs spéciaux tels que relais, coupleur centrifuge assuraient l'élimination de l'enroulement auxiliaire après la mise en vitesse du moteur. Special devices such as relays, centrifugal couplers ensured the elimination of the auxiliary winding after the engine started up.
Ce type de moteur de conception classique, vendu à un prix très avantageux, possédait des caractéristiques électriques qui répondaient assez bien aux exigences de fonctionnement sur brûleur, à savoir un couple de démarrage supérieur ou égal à 3 cm Kg et un glissement faible en charge. This type of engine of classic design, sold at a very advantageous price, had electrical characteristics which quite well met the operating requirements on burner, namely a starting torque greater than or equal to 3 cm Kg and a low slip under load.
Ce moteur n'était pas protégé thermiquement, et sa protection était assurée par un dispositif de surveillance des flammes. This engine was not thermally protected, and its protection was provided by a flame monitoring device.
Ce dispositif de surveillance, fonctionnant par cellule photo-électrique, coupait l'alimentation du moteur en cas d'extinction inopinée de la flamme, après un temps préréglé. This monitoring device, operating by photocell, cut off the power to the engine in the event of an unexpected flame extinction, after a preset time.
La sécurité assurée par cette surveillance était en mesure d'intervenir dès l'instant que l'appareil était mis en service. The security ensured by this surveillance was able to intervene as soon as the device was put into service.
Ainsi, un ou plusieurs refus de démarrage successifs du moteur, peuvent suffire pour que l'alimentation de celui-ci soit coupée par suite de l'absence de flamme dans un délai de dix secondes maximum pour les brûleurs domestiques de puissance inférieure ou égale à 100 000 Kcal/h et de deux secondes pour les brûleurs à gaz d'une puissance supérieure à 60 th/h. Thus, one or more successive refusals to start the engine may be sufficient for the supply of the latter to be cut off as a result of the absence of flame within a maximum period of ten seconds for domestic burners of power less than or equal to 100,000 Kcal / h and two seconds for gas burners with a power greater than 60 th / h.
Après une coupure de l'alimentation du moteur effectué par ce dispositif de surveillance, le redémarrage du moteur ne pouvait s'effectuer que par un réarmement manuel. After the engine power supply was cut by this monitoring device, the engine could only be restarted by manual reset.
Après de nombreuses annés d'utilisation du moteur du type à enroulement auxiliaire résistant de démarrage, les constructeurs de brûleurs ont estimé, qu'il n'était plus possible d'ignorer l'état thermique de ce type de moteur. After many years of using the engine of the heavy-duty auxiliary start-up winding type, the burner manufacturers considered that it was no longer possible to ignore the thermal state of this type of engine.
En effet, de par sa conception, le moteur à enroulement auxiliaire résistant de démarrage possède un enroulement auxiliaire très résistant qui nécéssite l'emploi de fils fins. In fact, by design, the motor with a resistant starting auxiliary winding has a very resistant auxiliary winding which requires the use of fine wires.
De ce fait la densité de courant dans cet enroulement de démarrage est très importante et l'élévation de température oscille entre 8 et 15 °C/seconde. Therefore the current density in this starting winding is very high and the temperature rise oscillates between 8 and 15 ° C / second.
Il s'ensuit que dans le cas accidentel de refus de démarrage avec moteur chaud, l'élévation de température dans l'enroulement auxiliaire entraîne la destruction du bobinage, car le temps de réponse de la cellule photoélectrique de surveillance est trop long. It follows that in the accidental case of refusal to start with a hot engine, the rise in temperature in the auxiliary winding leads to the destruction of the winding, since the response time of the photoelectric monitoring cell is too long.
Par ailleurs, dès l'apparition de surcharges anormales sur le moteur, il en résulte une chûte de la vitesse et très souvent un réenclenchement du relais ou du coupleur centrifuge qui remet sous tension l'enroulement auxiliaire pendant un temps prolongé sans l'intervention du dispositif de surveillance puisqu'il y a toujours la présence d'une flamme. Furthermore, as soon as abnormal overloads appear on the motor, this results in a drop in speed and very often a reclosing of the relay or of the centrifugal coupler which re-energizes the auxiliary winding for a prolonged time without the intervention of the monitoring device since there is always the presence of a flame.
Ce phénomène intempestif entraîne une diminution du dé-s bit d'air, le débit de fuel étant peu sensible aux variations de la vitesse du moteur, et se traduit par une mauvaise combustion. This untimely phenomenon results in a reduction in the air bit rate, the fuel flow rate being not very sensitive to variations in the speed of the engine, and results in poor combustion.
La remise en service de l'enroulement auxiliaire pendant des périodes prolongées occasionne la destruction du bobinage. Restoring the auxiliary winding for extended periods of time causes the winding to be destroyed.
Certains constructeurs ont envisagé de protéger cet enroulement par la mise en place sur le moteur d'un protecteur thermique. Some manufacturers have considered protecting this winding by installing a thermal protector on the motor.
Malheureusement, ce projet a été vite abandonné en raison de l'augmentation du coût de l'appareil et surtout des dif-15 ficultés rencontrées pour associer les temps de déclenchement du protecteur avec le dispositif de commande de brûleur. Unfortunately, this project was quickly abandoned due to the increase in the cost of the appliance and above all the difficulties encountered in associating the triggering times of the protector with the burner control device.
Actuellement, les cas de destruction de l'enroulement auxiliaire imputables à des perturbations accidentelles au moment du démarrage sont devenus très rares. Currently, cases of destruction of the auxiliary winding due to accidental disturbances at the time of startup have become very rare.
20 Cette nette amélioration résulte du fait que le moteur à enroulement auxiliaire résistant de démarrage a été progressivement remplacé par un moteur plus puissant conçu avec une phase auxiliaire beaucoup moins résistante, le bobinage étant réalisé avec un fil ayant un plus gros diamètre. Sur cette phase 25 auxiliaire une capacité permanente a été placée en série. Sur ce type de moteur, la phase auxiliaire couplée en parallèle avec la phase principale est maintenue sous tension durant la marche. This marked improvement results from the fact that the motor with a resistant auxiliary starting winding has been progressively replaced by a more powerful motor designed with a much less resistant auxiliary phase, the winding being carried out with a wire having a larger diameter. On this auxiliary phase, a permanent capacity has been placed in series. On this type of motor, the auxiliary phase coupled in parallel with the main phase is kept energized during operation.
La courbe couple vitesse de ce moteur fait ressortir que la mise en vitesse s'effectue sans «creux» grâce à une accélération 30 constante. The torque-speed curve of this motor shows that the speed-up takes place without a "dip" thanks to constant acceleration.
Il est bien évident que malgré la suppression du dispositif de démarrage, ce moteur est d'un coût plus élevé que le précédent. Cela est dû à l'adjonction d'un condensateur permanent et à un poids de cuivre plus important sur la phase auxiliaire. 35 Néanmoins ce prix se trouve plus ou moins justifié par une plus grande fiabilité dans le cas de fonctionnements anormaux. It is obvious that despite the elimination of the starting device, this engine is more expensive than the previous one. This is due to the addition of a permanent capacitor and a higher weight of copper on the auxiliary phase. 35 However, this price is more or less justified by greater reliability in the case of abnormal operations.
Mais il faut reconnaître que sur le plan purement technique et notamment en ce qui concerne les points de fonctionne-40 ment et le rendement en charge, cette solution n'est pas aussi bien adaptée que la solution précédente c'est-à-dire le moteur à enroulement auxiliaire résistant de démarrage. But it must be recognized that from a purely technical point of view and in particular with regard to the operating points and the yield under load, this solution is not as well suited as the previous solution, that is to say the heavy duty auxiliary starting motor.
En effet, il est connu que pour un brûleur à mazout un couple de démarrage important est indispensable pour entraî-45 ner la pompe à mazout et l'accouplement pompe-moteur. Ce couple de démarrage est habituellement supérieur ou égal à 3 cm/kg. Indeed, it is known that for an oil burner a large starting torque is essential to drive the oil pump and the pump-motor coupling. This starting torque is usually greater than or equal to 3 cm / kg.
On peut exprimer le couple de démarrage sous une forme .simplifiée suivante: The starting torque can be expressed in the following simplified form:
50 /\ 50 / \
Cd = Ki • K • Ip • la • sinus (Ip la) Rr dans laquelle K est le rapport des spires efficaces de la phase principale sur la phase auxiliaire (PP/PA). Cd = Ki • K • Ip • la • sine (Ip la) Rr in which K is the ratio of the effective turns of the main phase on the auxiliary phase (PP / PA).
K] est un coefficient qui dépend du circuit magnétique, de 55 la fréquence, etc ... et pour un rotor bloqué. K] is a coefficient which depends on the magnetic circuit, on 55 the frequency, etc ... and for a locked rotor.
Ip est le courant dans la Phase Principale. Ip is the current in the Main Phase.
la est le courant dans la Phase Auxiliaire. la is the current in the Auxiliary Phase.
ïpla est le déphasage de ces intensités. ïpla is the phase shift of these intensities.
Rr est la résistance du rotor. Rr is the resistance of the rotor.
60 Pour obtenir un couple de démarrage de l'ordre de 3 cm Kg avec des moteurs à capacité permanente, les constructeurs ont été conduits à la réalisation de moteurs de puissance élevée comportant des rotors assez résistants. 60 In order to obtain a starting torque of the order of 3 cm Kg with permanent capacity motors, the manufacturers have been led to produce high power motors comprising fairly resistant rotors.
En effet, K est généralement inférieur à 1,5 du fait qu'au 65 delà de cette valeur, la tension sur bornes de la capacité devient supérieure à 450 volts. Il en résulte une limitation dans les approvisionnements et une augmentation du prix de revient de la capacité. In fact, K is generally less than 1.5 because at 65 beyond this value, the voltage across the terminals of the capacitance becomes greater than 450 volts. This results in a limitation in supplies and an increase in the cost price of the capacity.
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La capacité a toujours une impédance importante pour li- ment auxiliaire résistant de démarrage comprend un enroule- The capacitance always has a large impedance for resistant starting auxiliary link includes a coil
miter le courant auxiliaire. De ce fait, les capacités les plus ment principal 1 alimenté en courant électrique en perma- mute the auxiliary current. As a result, the most main capacities 1 supplied with electrical current in perma-
couramment utilisées sont inférieures à 5 microfarads. nence pendant le fonctionnement, et un enroulement auxi- commonly used are less than 5 microfarads. during operation, and an auxiliary winding
liaire 2 dit enroulement de démarrage mis sous tension uni-L'angle de déphasage (Ip • la) est toujours voisin de *2 en squement durant la période de démarrage. Selon l'invention, raison de la présence de la capacité permanente. pour couper l'alimentation de cet enroulement à la fin des dèli ne reste plus que deux paramètres: Ip et Rr. marrages on monte en série avec cet enroulement une rési-Or Ip est surtout fonction de la puissance du moteur. stance à coefficient de température positif 3. liaire 2 says start-up winding energized uni-The phase shift angle (Ip • la) is always close to * 2 in squement during the start-up period. According to the invention, reason for the presence of permanent capacity. to cut the supply of this winding at the end of the diel, only two parameters remain: Ip and Rr. moorings we mount in series with this winding a resi-Gold Ip is mainly a function of the engine power. stance with positive temperature coefficient 3.
Ainsi, ces moteurs ont une puissance maximum impor- En effet au moment de la mise sous tension de moteur, la tante vis-à-vis de leurs charges et un glissement élevé dû à la îorésistance 3 qui est placée en série avec l'enroulement auxi- Thus, these motors have a high maximum power. In fact at the time of powering up the motor, the aunt with respect to their loads and a high slip due to the resistance 3 which is placed in series with the winding. auxi-
résistance rotor (voir figure 1 ). liaire laisse passer le courant nécessaire pour alimenter cet en- rotor resistance (see figure 1). liaire lets pass the current necessary to supply this
Le surcroît de puissance obtenu avec ce genre de moteur, roulement. The extra power obtained with this kind of engine, bearing.
s'il est nécessaire pour le démarrage, est néfaste pour la rota- Lors du passage du courant, cette résistance 3 s'échauffe tion stabilisée. par effet Joule et sa résistance qui est fonction de sa tempéra- if it is necessary for starting, is harmful for rota- When the current flows, this resistance 3 heats up stabilized tion. by Joule effect and its resistance which is a function of its temperature-
Dans la figure 1, sur la courbe F on remarque que ce mo- is ture s'élève. In Figure 1, on curve F we notice that this model rises.
teur a un rendement maximum de 67% mais qu'à son point Dès que cette résistance 3 atteint une température corres- tor has a maximum efficiency of 67% but only at its point As soon as this resistance 3 reaches a corresponding temperature
de fonctionnement sur brûleur à mazout, point d'interdesc- pondant à sont point de Curie, on enregistre une brusque va- operating on oil burner, point of interconnection at its Curie point, an abrupt change is recorded.
tion N de la courbe F avec la droite représentant le couple ré- riation de sa valeur ohmique. Celle-ci passe de quelques ohms sistant, le rendement n'est plus que de 52%. à plusieurs milliers d'Ohms. tion N of the curve F with the line representing the torque reduction of its ohmic value. It goes from a few ohms sistant, the efficiency is only 52%. several thousand Ohms.
Or pour les raisons évoquées plus haut, il est difficile d'à- 20 De ce fait, l'enroulement de démarrage 2 se trouve en série dapter la puissance du moteur à son utilisation. avec une impédance très grande qui limite le courant passant However, for the reasons mentioned above, it is difficult to adjust the power of the engine to its use. with a very large impedance which limits the passing current
De ce fait ce type de moteur est toujours utilisé au tiers de dans cet enroulement à quelques milliampères et élimine l'in- Because of this, this type of motor is always used to the third of in this winding at a few milliamps and eliminates the
sa puissance maximum, et possède un mauvais rendement au fluence de cet enroulement dans le fonctionnement du mo- its maximum power, and has a poor yield to the fluence of this winding in the operation of the mo-
point d'utilisation. teur. Dans l'application de ce moteur au brûleur à mazout, se- point of use. tor. When applying this engine to an oil burner,
La présente invention a pour but de réaliser un moteur 25 Ion une caractéristique importante de l'invention, le temps de The object of the present invention is to produce a motor 25 Ion an important characteristic of the invention, the time of
électrique pour brûleur à combustible liquide économique conduction de la résistance 3 doit être défini en fonction des fiable ayant des caractéristiques électriques propres à assurer conditions de démarrage sur ce brûleur à mazout, electric for economical liquid fuel burner conduction of the resistance 3 must be defined as a function of the reliable having electrical characteristics suitable for ensuring starting conditions on this oil burner,
le démarrage du brûleur à combustible et leur fonctionnement On peut observer dans la figure 4 qui représente des cour- the starting of the fuel burner and their functioning We can observe in figure 4 which represents
en régime stabilisé. bes de débits instantanées de mazout et d'air d'un brûleur do- in steady state. bes of instantaneous oil and air flow rates of a do-burner
Le moteur selon l'invention est conforme à la revendi- 30 mestique équipé d'un moteur de la présente invention, que cation. l'allumage se produit à partir d'une richesse de 0,7 de mélange The motor according to the invention is in accordance with the claim fitted with a motor of the present invention, that cation. ignition occurs from a mixture richness of 0.7
Pour mieux faire comprendre l'invention, on décrit ci-ap- combustible et que le régime stabilisé du brûleur s'établit au rès un certain nombre d'exemples de réalisation illustrés par bout de 0,5 seconde. To make the invention easier to understand, a description is given below of fuel and that the stabilized speed of the burner is established after a certain number of exemplary embodiments illustrated after 0.5 seconds.
des dessins ci-annexés dont: La richesse du mélange combustible est fonction du of the attached drawings, of which: The richness of the fuel mixture depends on the
- la figure 1 représente deux groupes de courbes caractéri-3s p stiques de moteurs électriques, les unes étant des courbes de rapport p',Q leurs vitesses en tours/minute en fonction de leurs couples en cm-Kg à savoir A la courbe couple-vitesse d'un moteur à en- F est la quantité de combustible en kg, - Figure 1 shows two groups of characteristic curves of electrical motors, some being curves of ratio p ', Q their speeds in revolutions / minute as a function of their torques in cm-Kg, namely A the torque curve -speed of an en-engine F is the quantity of fuel in kg,
roulement auxiliaire résistant, B la courbe couple-vitesse d un 0 est la tité de comburant en m\ resistant auxiliary bearing, B the torque-speed curve of a 0 is the oxidant tity in m \
moteur a enrou ement auxiliaire muni en sene d un résistance 40 St ^ ^ Stoechiométrie (k /m3) auxiliary winding motor fitted with a resistance 40 St ^ ^ Stoichiometry (k / m3)
a coefficient de temperature positif pendant le temps de con- v duction de cette résistance conformément à un premier exem- Il en résulte que le temps de conduction de la résistance 3 with a positive temperature coefficient during the conduction time of this resistor in accordance with a first example- It follows that the conduction time of the resistor 3
pie de réalisation de l'invention, C la courbe couple-vitesse doit être supérieur à 0,5 seconde, mais il n'est pas nécessaire d'un moteur connu à capacité permanente, les autres étant des d'augmenter ce temps au delà de deux secondes. pie of realization of the invention, C the torque-speed curve must be greater than 0.5 seconds, but it is not necessary to have a known motor with permanent capacity, the others being to increase this time beyond two seconds.
courbes de rendement à savoir D la courbe du couple résistant 45 La présence de la résistance 3 assure une auto-protection du brûleur en fonction de la vitesse, E la courbe de rendement de l'enroulement auxiliaire et permet selon l'invention de défi- efficiency curves namely D the curve of the resisting torque 45 The presence of the resistor 3 provides self-protection of the burner as a function of the speed, E the efficiency curve of the auxiliary winding and allows according to the invention to be defi
d'un moteur conforme au premier exemple de réalisation de nir un moteur sur lequel l'enroulement auxiliaire à une vitesse l'invention indiqué ci-dessus, F la courbe de rendement d'un d'élévation de température relativement élevée et supérieure à of a motor in accordance with the first embodiment of a motor on which the auxiliary winding at a speed the invention indicated above, F the yield curve of a relatively high temperature rise greater than
moteur connu à capacité permanente et R la droite représen- celles couramment admises sur les moteurs classiques. known engine with permanent capacity and R on the right are commonly accepted representations on conventional engines.
tant l'abscisse du couple résistant du brûleur à combustible, so Le cas le plus critique se situe habituellement au moment tel que le mazout, du redémarrage du moteur chaud, après un cycle de fonction- as the abscissa of the resistive torque of the fuel burner, so The most critical case is usually located at the time such as fuel oil, of the restarting of the hot engine, after a cycle of operation-
- la figure 2 représente une vue schématique du circuit nement normal. Dans ce cas, le moteur ne peut redémarrer électrique d'un moteur électrique selon un premier exemple de puisque la résistance 3 est toujours à une température supé-réalisation de l'invention, rieure à celle correspondant à sont point de CURIE. - Figure 2 shows a schematic view of the normal memory circuit. In this case, the motor cannot restart an electric motor according to a first example of since the resistor 3 is always at a super-realization temperature of the invention, lower than that corresponding to its CURIE point.
- la figure 3 représente une vue schématique du circuit ss Dans ce cas l'enroulement principal est alimenté pendant électrique d'un moteur électrique selon un deuxième exemple le temps d'intervention du dispositif de surveillance par la cel-de réalisation de l'invention, Iule photo-électrique, c'est-à-dire pendant une durée de dix se- - Figure 3 shows a schematic view of the ss circuit In this case the main winding is supplied with electricity from an electric motor according to a second example the intervention time of the monitoring device by cel-embodiment of the invention , Photoelectric cell, that is to say for a period of ten se-
- et la figure 4 représente différentes courbes de fonction- condes maximum pour un brûleur à mazout d'une puissance nement d'un brûleur à mazout, la courbe G étant celle du dé- inférieure à 100 000 Kcal/heure. FIG. 4 represents different maximum function curves for an oil burner with an output of an oil burner, the curve G being that of less than 100,000 Kcal / hour.
bit d'air en mètres cubes aux conditions normales de tempéra-60 II est courant pour les moteurs ayant une isolation de la ture et de pression, en fonction du temps en secondes, la classe B et F de supporter une températur de pointe sur les en- bit of air in cubic meters at normal temperature conditions-60 It is common for engines with pressure and pressure insulation, as a function of time in seconds, class B and F to withstand a peak temperature on the in-
courbe H étant celle du débit de mazout en kilogrammes en roulements de 200 °C environ. curve H being that of the fuel oil flow rate in kilograms in bearings of approximately 200 ° C.
fonction du temps en heures, et la courbe I étant celle de la ri- En supposant que le moteur fonctionne en régime stabilisé chesse moyenne instantanée du mélange combustible en mètre à 130 °C (valeur maximale admise en isolation B), et que subi- as a function of time in hours, and curve I being that of the r. Assuming that the engine is operating in stabilized regime instantaneous average chesse of the fuel mixture in meters at 130 ° C (maximum value allowed in insulation B), and that subi-
cube d'air par kilogramme de mazout et la zone J sur la 65 tement pour une raison inconnue celui-ci fonctionne à rotor courbe I de richesse étant celle où se produit l'allumage. bloqué (sans alimentation de l'enroulement auxiliaire) pen- air cube per kilogram of fuel oil and zone J on the 65th for an unknown reason it operates with a curved rotor I of richness being that where ignition occurs. blocked (without supply to auxiliary winding) during
Dans un premier exemple de réalisation de l'invention il- dant les dix secondes précédant l'intervention du dispositif de lustré à la figure 2, un moteur électrique du type à enroule- surveillance à cellule, il est nécessaire que la vitesse d'élévation In a first exemplary embodiment of the invention during the ten seconds preceding the intervention of the gloss device in FIG. 2, an electric motor of the type with winding-cell monitoring, it is necessary that the speed of elevation
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de la température n'excède pas 7 "C/seconde sur l'enroulement principal. temperature does not exceed 7 "C / second on the main winding.
Dans un moteur réalisé conformément à la présente invention on obtient une vitesse d'élévation de température ne dépassant pas 2,5 °C/seconde sur l'enroulement principal avec une densité de courant de 16 A/mm2. In an engine produced in accordance with the present invention, a speed of temperature rise does not exceed 2.5 ° C / second on the main winding with a current density of 16 A / mm2.
Le cas le plus critique pour la protection de l'enroulement auxiliaire se situe au moment du redémarrage après un arrêt de l'ordre de deux minutes. Ce temps correspond à la durée qui est nécessaire à la résistance 3 pour passer d'une résistance de plusieurs milliers d'Ohms à quelques Ohms. The most critical case for protecting the auxiliary winding is when restarting after a shutdown of around two minutes. This time corresponds to the duration which is necessary for the resistance 3 to pass from a resistance of several thousands of Ohms to a few Ohms.
Après deux minutes, le moteur passe de 130 °C à environ 90 °C ce qui donne une différence de température avec la température maximale 200 °C en isolation classe B de 110 °C pour un temps de conduction maximal de deux secondes. After two minutes, the motor goes from 130 ° C to approximately 90 ° C which gives a temperature difference with the maximum temperature 200 ° C in class B insulation of 110 ° C for a maximum conduction time of two seconds.
Ceci correspond à une vitesse d'élévation de température ne dépassant pas 7 °C/seconde sur l'enroulement auxiliaire avec une densité de courant de 47 A/mm2. This corresponds to a temperature rise speed not exceeding 7 ° C / second on the auxiliary winding with a current density of 47 A / mm2.
A partir des valeurs limites définies ci-dessus et qui sont relatives à la vitesse d'élévation de la température, on peut établir une comparaison avec celles obtenues sur le moteur conforme à l'invention représenté à la figure 2. From the limit values defined above and which relate to the rate of temperature rise, a comparison can be made with those obtained on the engine according to the invention shown in FIG. 2.
On remarque qe le degré de protection de ce moteur est très important. We note that the degree of protection of this engine is very important.
Vitesse d'élévation Valeurs Valeurs de température Maxi admissibles obtenues Elevation speed Values Maximum admissible temperature values obtained
Enroulement principal 7 °C/sec 2,5 °C/sec Main winding 7 ° C / sec 2.5 ° C / sec
Enroulement auxiliaire 55 °C/sec 7 °C/sec Auxiliary winding 55 ° C / sec 7 ° C / sec
La courbe E de la figure 1, montre que le rendement maximum du moteur de l'invention est de 67%. Ce point P de rendement se situe juste au couple résistant correspondant à l'utilisation du moteur sur le brûleur. Curve E in FIG. 1 shows that the maximum efficiency of the engine of the invention is 67%. This efficiency point P is located just at the resistive torque corresponding to the use of the engine on the burner.
Le gain sur la puissance absorbée par rapport à celle des moteurs de conception plus ancienne représentée par la courbe F dans la figure 1 est de 39 Watts ou soit 22% environ. The gain on the power absorbed compared to that of the older design motors represented by the curve F in FIG. 1 is 39 Watts or approximately 22%.
De plus un gain de 9% sur le poids de tôle est enregistré. In addition, a gain of 9% on the sheet weight is recorded.
Dans un deuxième exemple de réalisation de l'invention illustré à la figure 3, un moteur électrique du type à capacité permanent comprend un enroulement principal 4, un enroulement auxiliaire 5 muni d'une capacité en série 6 et une résistance à coefficient de température positif 7 montée en parallèle aux bornes de la capacité 6. In a second embodiment of the invention illustrated in FIG. 3, an electric motor of the permanent capacity type comprises a main winding 4, an auxiliary winding 5 provided with a series capacity 6 and a resistance with a positive temperature coefficient 7 connected in parallel across the terminals of capacity 6.
Dans l'enroulement auxiliaire 5, l'impédance de la résistance étant très faible vis à vis de celle de la capacité permanente, le moteur se comporte au démarrage comme un moteur à phase auxiliaire résistante comme décrite précédemment. In the auxiliary winding 5, the impedance of the resistance being very low with respect to that of the permanent capacity, the motor behaves at start-up like a motor with a resistant auxiliary phase as described above.
Cet exemple de réalisation présente l'avantage par rapport aux moteurs à capacité permanente de conception plus ancienne utilisés sur les brûleurs à mazout, d'avoir une puissance juste nécessaire à l'entraînement de la pompe et de la turbine, et d'avoir une résistance rotor faible du fait que les problèmes de surpassement du couple résistant au démarrage sont résolus par la présence d'une résistance 7 décrite ci-dessus. This example of embodiment has the advantage compared to the permanent capacity motors of older design used on oil burners, to have a power just necessary to drive the pump and the turbine, and to have a low rotor resistance owing to the fact that the problems of exceeding the resistive torque at start-up are resolved by the presence of a resistor 7 described above.
A son point d'utilisation Q sur sa courbe de couple-vitesse D de la figure 1, ce moteur possède un rendement de 72%, supérieur à celui des autres solutions représentées par leurs courbes de rendement en E et F. At its point of use Q on its torque-speed curve D in FIG. 1, this motor has an efficiency of 72%, greater than that of the other solutions represented by their efficiency curves in E and F.
Pour qu'il puisse réaliser un couple de démarrage supérieur à 3 Cm. Kg, un rendement supérieur à celui du premier exemple représenté par la courbe E, une puissance dissipée dans la résistance 7 aussi faible que possible et une économie se traduisant par un poids de cuivre moins grand, une valeur de capacité réduite, ce moteur selon l'invention est construit avec les principales caractéristiques suivantes à savoir l'enroulement principal: So that it can achieve a starting torque greater than 3 Cm. Kg, a higher yield than that of the first example represented by the curve E, a power dissipated in the resistor 7 as low as possible and an economy resulting in a lesser weight of copper, a value of reduced capacity, this motor according to the he invention is constructed with the following main characteristics, namely the main winding:
Un rapport des spires efficaces de l'enroulement auxiliaire sur celles de l'enroulement principal compris entre 0,40 et 0,60. A ratio of effective turns of the auxiliary winding to those of the main winding between 0.40 and 0.60.
Une valeur de capacité choisie située entre 1 et 3 |JF. Une valeur ohmique de la résistance 7 voisine de celle de 5l'enroulement auxiliaire 5. A chosen capacity value between 1 and 3 | JF. An ohmic value of the resistor 7 close to that of the auxiliary winding 5.
Un temps de conduction de la résistance 7 situé entre 0,5 et 2 secondes, des vitesses d'élévation de la température sur les enroulements principal et auxiliaire du moteur respectivement inférieures à 7 °C/sec et 55 °C/sec. A conduction time of the resistor 7 located between 0.5 and 2 seconds, temperature rise speeds on the main and auxiliary windings of the motor respectively below 7 ° C / sec and 55 ° C / sec.
io Le rapport des spires efficaces de l'enroulement auxiliaire sur celles de l'enroulement principal présente également l'avantage de délivrer des tensions relativement faibles aux bornes de la capacité 6. The ratio of the effective turns of the auxiliary winding to those of the main winding also has the advantage of delivering relatively low voltages across the terminals of capacitor 6.
En effet, avec un tel moteur alimenté sous 220 v la tension 15 de service aux bornes de la capacité est de l'ordre de 250 volts au lieu de 450 volts dans un moteur de construction classique. In fact, with such a motor supplied at 220 v the service voltage across the terminals of the capacity is of the order of 250 volts instead of 450 volts in an engine of conventional construction.
De plus ceci conduit à des réductions de la taille et du prix des condensateurs. In addition, this leads to reductions in the size and price of the capacitors.
Pour illustrer les avantages indiqués ci-dessus, les données 20 ci-après correspondent en I, à un moteur connu à capacité permanente, en II à un moteur conforme au premier exemple de réalisation de l'invention et ayant un même diamètre de tôle, et en III, à un moteur conforme au deuxième exemple de réalisation de l'invention et ayant un même diamètre de tôle: 25 /- Moteur connu a capacité permanente To illustrate the advantages indicated above, the data below correspond in I, to a known motor with permanent capacity, in II to a motor in accordance with the first embodiment of the invention and having the same sheet diameter, and in III, to an engine in accordance with the second embodiment of the invention and having the same sheet metal diameter: 25 / - Known engine with permanent capacity
- Diamètre extérieur de tôle 81 mm - Sheet metal outside diameter 81 mm
- Longueur fer 57 mm - Iron length 57 mm
- Résistance rotor (Ramenée au primaire) 45 ohms - Rotor resistance (reduced to primary) 45 ohms
- Poids de cuivre (Enroulements) 355 gr 30 - Rendement maximum 67% - Weight of copper (Windings) 355 gr 30 - Maximum efficiency 67%
- Rendement au point d'utilisation sur 52% (3 cmkg) brûleur - Efficiency at the point of use on 52% (3 cmkg) burner
- Couple de démarrage 3,15 cmkg - Starting torque 3.15 cmkg
- Couple maximum 8,50 cmkg 35 - Rapport spires efficaces de l'enroulement auxiliaire sur celles de l'enroulement principal 1,45 - Maximum torque 8.50 cmkg 35 - Effective turns ratio of the auxiliary winding to those of the main winding 1.45
- Capacité permanente 5 microfarads - Permanent capacity 5 microfarads
- Tension aux bornes de la capacité 450 volts 40 - Vitesse de rotation sur brûleur 2860 t/mn densité de courant, à rotor bloqué: - Voltage at the terminals of the capacity 450 volts 40 - Rotation speed on burner 2860 rpm current density, with locked rotor:
- enroulement principal 27 A/mm2 - main winding 27 A / mm2
- enroulement auxiliaire 5 A/mm2 II Moteur conforme au 1er exemple de réalisation de - auxiliary winding 5 A / mm2 II Motor conforming to the 1st embodiment of
45 l'invention 45 the invention
- Diamètre extérieur de tôle 81mm - Sheet metal outside diameter 81mm
- Longueur fer 52 mm - Iron length 52 mm
- Résistance rotor (Ramenée au primaire) 28,7 ohms - Rotor resistance (reduced to primary) 28.7 ohms
- Poids de cuivre (Enroulements) 360 gr - Weight of copper (Windings) 360 gr
- Rendement maximum 67,5% - Maximum yield 67.5%
- Rendement au point d'utilisation sur 67% (3 cmkg) brûleur - Efficiency at the point of use on 67% (3 cmkg) burner
- Couple de démarrage 3,35 cmkg - Starting torque 3.35 cmkg
- Couple maximum (Enroulement 6,60 cmkg 55 principal) - Maximum torque (6.60 cmkg 55 main winding)
- Couple maximum (Deux enroulements) 8,65 cmkg - Maximum torque (Two windings) 8.65 cmkg
- Rapport spires efficaces de l'enroule- 0,41 ment auxiliaire sur celles de l'enroulement principal - Effective winding ratio of the winding - 0.41 auxiliary to that of the main winding
60 - Vitesse de rotation 2860 t/mn 60 - Rotation speed 2860 rpm
- Résistance CTP 50 ohms - PTC resistance 50 ohms
- Puissance instantanée dissipée dans cette résistance (au démarrage) 300 W - Instantaneous power dissipated in this resistance (at start-up) 300 W
densité de courant, à rotor bloqué: current density, locked rotor:
65 - enroulement principal 17,4 A/mm2 65 - main winding 17.4 A / mm2
- enroulement secondaire 63 A/mm2 Gain de consommation par rapport au moteur en I: 39 W - secondary winding 63 A / mm2 Gain in consumption compared to the motor in I: 39 W
50 50
639 224 639,224
III- Moteur conforme au 2e exempel de réalisation de l'invention III- Motor conforming to the 2nd exemplary embodiment of the invention
- Diamètre extérieur de tôle 81mm - Sheet metal outside diameter 81mm
- Longueur fer 52 mm - Iron length 52 mm
- Résistance rotor 27,8 ohms 5- - Rotor resistance 27.8 ohms 5-
- Poids de cuivre 300 gr - Weight of copper 300 gr
- Rendement maximum 72% - Maximum efficiency 72%
- Rendement au point d'utilisation 72% - 72% point-of-use efficiency
- Couple de démarrage 3,32 cmkg - Starting torque 3.32 cmkg
- Couple maximum (sans résistance CTP) 6,80 cmkg io - Maximum torque (without PTC resistance) 6.80 cmkg io
- Couple maximum (avec résistance CTP) 9 cmkg - Maximum torque (with PTC resistance) 9 cmkg
- Rapport spires efficaces de l'enroulement auxiliaire sur celles de l'enroulement principal 0,46 - Ratio of effective turns of the auxiliary winding to those of the main winding 0.46
Vitesse de rotation Capacité permanente Tension aux bornes de la capacité Résistance CTP Rotation speed Permanent capacity Voltage across capacity PTC resistance
Puissance dissipée dans la résistance Power dissipated in the resistor
CTP audémarrage densité de courant, à rotor bloqué: PTC at current density start, with locked rotor:
enroulement principal enroulement auxiliaire main winding auxiliary winding
Gain de consommation par rapport au moteur en I: Gain in consumption compared to the motor in I:
2860 t/mn 2 microfarads 235 volts 40 ohms 2860 rpm 2 microfarads 235 volts 40 ohms
260 W 260 W
22 A/mm2 66 A/mm2 47 W 22 A / mm2 66 A / mm2 47 W
C VS
2 feuilles dessins 2 sheets of drawings
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