BE1023490B1 - Moteur électrique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un moteur électrique comprenant un axe et aux moins deux plateaux solidaires de l'axe. Un nombre pair de paires de solénoïdes est disposé autour de l'axe. De part et d'autre des solénoïdes, un aimant par paire de solénoïdes est disposé selon un cercle sur chaque plateau. Le rotor du moteur comprend les plateaux et l'axe. Le stator comprend les solénoïdes. Les solénoïdes sont reliés à un générateur de signaux de pilotage agencé et relié aux solénoïdes de telle façon que deux solénoïdes adjacents reçoivent chaque fois des signaux de pilotage qui sont en quadrature de phase.
Description
Moteur électrique
La présente invention concerne un moteur électrique comprenant un axe monté de préférence sur un roulement traversant au moins un stator.
Différents types de moteurs pas à pas existent: le moteur à réluctance variable, le moteur à aimants permanents et le moteur hybride, qui est une combinaison des deux technologies précédentes. Ces moteurs sont alimentés selon une certaine séquence, ou à chaque pas le sens du courant traversant les solénoides est inversé de manière à générer une rotation du rotor dans les champs magnétiques générés par différentes solénoïdes du stator.
Le moteur électrique selon l’invention comprend un agencement de solénoïdes et d’aimants différent du moteur pas à pas. Les solénoïdes sont assemblés de manière concentrique autour d’un axe et s’étendent parallèlement à ce dernier. Ce nouvel agencement rend ce moteur électrique modulable et extrêmement simple à fabriquer. A cette fin, le moteur électrique suivant l’invention est caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux plateaux solidaires de l’axe, et entre deux plateaux successifs un stator desdits au moins un stator est chaque fois intercalé, chaque stator comprenant un nombre pair de paires de solénoïdes disposés selon un premier cercle autour de et en parallèle à l’axe, et chaque plateau est pourvu d’un aimant par paire de solénoïdes, lesquels aimants sont disposés en alternance de polarité selon un deuxième cercle et chaque fois séparés par un espace prédéterminé, et lesquels aimants sont chaque fois disposés sur deux plateaux successifs de façon à ce que deux aimants qui se trouvent face à face ont une polarité opposée, lesquels aimants sont également disposés de façon à permettre de boucler, lors de leur passage devant une paire de solénoïdes, chaque fois, un champ magnétique créé par cette paire de solénoïdes, les solénoïdes sont reliés à un générateur de signaux de pilotage, lequel générateur étant agencé et relié aux solénoïdes de telle façon que deux solénoïdes adjacents reçoivent chaque fois des signaux de pilotage qui sont respectivement en quadrature de phase.
Un tel moteur électrique présente l’avantage qu’il est très facile à construire. D’une part, les éléments qui le constituent comme les solénoïdes, aimants, et plateaux, sont disponibles sur le marché. D’autre part, les éléments mécaniques constituant le moteur ne nécessitent pas d’usinage particulier. Le moteur électrique est également modulable, en assemblant une pluralité de stators et de plateaux autour de l’axe. En augmentant le nombre de stators et de plateaux, la puissance générée par le moteur est également augmentée.
Dans un premier mode de réalisation préférentiel selon l’invention, le générateur de signaux comporte un premier et un deuxième sous-générateur de signaux de pilotage, lequel premier sous-générateur de signaux est agencé pour produire un premier signal et un deuxième signal et le deuxième sous-générateur de signaux de pilotage est agencé pour produire un troisième signal et un quatrième signal, et lesquels premiers et deuxième signaux respectivement troisième et quatrième signaux sont en opposition de phase entre eux et lesquels premiers et troisième signaux respectivement deuxième et quatrième signaux sont en quadrature de phase entre eux.
Cette forme de réalisation des signaux de pilotage est très simple à implémenter et permet d’alimenter les solénoïdes en tension avec des signaux de pilotage qui sont en quadrature de phase.
Pour une meilleure compréhension de la présente invention, référence sera maintenant faite, à titre d'exemple, aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 est une vue d’ensemble en perspective du moteur électrique 100 selon l’invention.
La figure 2 illustre une vue en coupe selon la ligne ll-ll’ du moteur électrique selon l’invention.
La figure 3 est une vue éclatée de la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV’ de la figure 1.
La figure 5 est une vue de face d’un des plateaux de la figure 2 comprenant des aimants permanents disposés le long de la périphérie du plateau, selon l’invention.
La figure 6a est une vue schématique en coupe d’un moteur électrique selon l’invention illustrant quatre aimants, huit solénoïdes et leur polarité magnétique ainsi que leur connexion à des générateur de signaux de pilotage durant la première sous-période.
La figure 6b illustre les signaux de pilotage durant la première sous- période.
La figure 6c illustre la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde durant la première sous-période.
La figure 6d est une vue schématique en coupe des deux plateaux d’un moteur électrique selon l’invention et des quatre premiers solénoïdes. La polarité des champs magnétiques est indiquée et les lignes de champ sont également reconstituées.
La figure 7a est une vue schématique similaire à la figure 6a durant la deuxième sous-période.
La figure 7b illustre les signaux de pilotage durant la deuxième sous- période.
La figure 7c illustre la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde durant la deuxième sous-période.
La figure 7d est une vue schématique de profil similaire à la figure 6d durant la deuxième sous-période.
La figure 8a est une vue schématique similaire à la figure 6a durant la troisième sous-période.
La figure 8b illustre les signaux de pilotage durant la troisième sous- période.
La figure 8c illustre la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde durant la troisième sous-période.
La figure 8d est une vue schématique de profil similaire à la figure 6d durant la troisième sous-période.
La figure 9a est une vue schématique similaire à la figure 6a durant la quatrième sous-période.
La figure 9b illustre les signaux de pilotage durant la quatrième sous- période.
La figure 9c illustre la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde durant la quatrième sous-période.
La figure 9d est une vue schématique de profil similaire à la figure 6d durant la quatrième sous-période.
La figure 10 est une figure analogue à la figure 6a dans laquelle le moteur selon l’invention comprend un second stator et un troisième plateau.
La figure 11 illustre la disposition de différentes couches de cuivre étamé et de fer étamé entre un aimant d’un plateau placé à une extrémité et son plateau associé.
La figure 12 illustre la disposition des aimants sur un plateau central au moteur.
La figure 13 est une vue en perspective du moteur électrique selon l’invention comprenant quatre plateaux et trois stators.
Dans les dessins une même référence a été attribuée à un même élément ou à un élément analogue.
La figure 1 est une vue d’ensemble en perspective du moteur électrique 100 selon l’invention. Un châssis 150, par exemple de forme carrée, sert comme élément de support aux différents composants mécaniques constituant le moteur. De préférence, le châssis est maintenu par une base 155. Le châssis comporte deux panneaux reliés entre eux par des entretoises 150a fixées par des boulons aux coins du châssis. Chaque panneau du châssis est également pourvu d’un évidement 151, un seul des évidements étant visible à la figure 1. Les évidements 151 sont préférentiellement circulaire.
Dans un évidement 151 de chaque panneau (un seul étant visible) un plateau 110 circulaire est chaque fois placé. Le diamètre des évidements circulaires est légèrement supérieur au diamètre des plateaux. Une pluralité de solénoïdes C sont fixés entre les deux panneaux 150. Ils sont fixés au châssis par une structure de maintien de solénoïdes 130.
La figure 2 illustre une vue en coupe selon la ligne ΙΙ-ΙΓ du moteur électrique 100 selon l’invention, illustré sur la figure 1. La figure 3 est une vue éclatée de la figure 2.
Le moteur électrique comprend un axe mobile 105, sur lequel les deux plateaux 110, 115 sont montés de façon à être solidaires de l’axe. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 3, le nombre de plateaux est de deux, mais il va de soi que d’autres formes de réalisation avec plus que deux plateaux sont également possible. Les écrous 105a et 105b servent à maintenir les plateaux sur l’axe 105.
Les plateaux sont en outre pourvus d’une encoche 125a dans laquelle y est glissée une cale 125a. Celle-ci se retrouve logée dans une rainure 125b pourvue dans l’axe du moteur. La rainure 125b s’étend le long de l’axe et au moins à l’endroit prévu pour disposer les plateaux sur l’axe, de telle sorte que la cale 125a puisse s’insérer dans la rainure 125b de telle façon à fixer le plateau par rapport à l’axe. Lorsque les plateaux sont correctement disposés sur l’axe, ces derniers sont solidaires de l’axe 105.
Le premier plateau 110 et le second plateau 115 sont fixés à une distance de l’un de l’autre. L’axe 105 se prolonge sur une distance d2 à partir du second plateau 115.
La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV’ du moteur illustré sur la figure 1. Un nombre pair de paires de solénoïdes C sont disposés selon un premier cercle, de rayon r1t autour de et en parallèle à l’axe 105. Sur la figure 4, le nombre de solénoïdes représentés est de seize, ou seize est un nombre pair de paires, soit un multiple de 4. Le nombre de solénoïdes peut également être exprimé par 4xn où n est un entier supérieur ou égal à 1.D autre part, les solénoïdes C, sont placés entre les deux plateaux 110 et 115, comme illustré sur les figures 1 à 3. L’axe as des solénoïdes est parallèle à l’axe aa du moteur, comme illustré sur la figure 3. Dans un mode de réalisation préférentiel, les solénoïdes possèdent une enveloppe. Les enveloppes de deux solénoïdes juxtaposés sont en contact l’une avec l’autre. Ces enveloppes sont électriquement isolantes.
De préférence, les solénoïdes sont fixés sur une structure de maintien de solénoïdes 130, comme illustré sur les figures 1, 2 et 3. Cette structure de maintien de solénoïdes est fixée sur le châssis 150 de telle sorte que les solénoïdes se trouvent entre les deux plateaux.
La structure de maintien de solénoïdes comprend en son centre deux roulements à billes 160 montés sur l’axe 105 et placés l’un à côté de l’autre. Les deux roulements à billes 160 sont de préférence identiques et comprennent une bague extérieure 160a, une bague intérieure 160b dont le diamètre correspond au diamètre de l’axe 105, et des billes 160c entre les deux bagues. Ainsi, l’axe 105 traverse les roulements à billes 160 et est apte à tourner sans entraîner les solénoïdes en rotation. Les solénoïdes sont fixés à la structure de maintien de solénoïdes 130 autour des roulements à billes 160. La structure de maintien de solénoïdes étant elle-même fixée au châssis, les solénoïdes sont fixes.
Les solénoïdes C forment le stator du moteur électrique, ces derniers étant intégrés dans le moteur par la structure de maintien de solénoïdes 130. A l’aide des roulements à billes 160, le stator de ce moteur est monté sur l’axe 105. Les plateaux 110, 115 étant solidaires de l’axe 105, ces derniers forment le rotor du moteur selon l’invention.
Avantageusement, l’axe 105, la structure de maintien de solénoïdes 130, le châssis 150, les roulements à billes 160, et les plateaux 110, 115, sont fait d’un matériau non magnétique. Préférentiellement, ils sont en aluminium.
Au moins une des faces des plateaux 110, 115 est pourvue d’aimants permanents. La figure 5 illustre une disposition d’aimants sur une face des plateaux 110, 115. Le nombre d’aimants par plateau est une fonction du nombre de paires de solénoïdes C. Pour chaque paire de solénoïdes C, il est prévu un aimant. Donc pour les 4xn solénoïdes, il y a un 2xn aimants. Le nombre de solénoïdes sur la figure 4 étant de seize, n=4, et les plateaux 110 et 115 comprennent dès lors chacun huit aimants.
La polarité des aimants étant illustrée par des N pour le nord et des S pour le sud. Les aimants sont disposés en alternance de polarité selon un deuxième cercle de rayon r2 le long du pourtour du plateau et chaque fois séparés par un espace E de dimension prédéterminé. Ce deuxième cercle comporte 4xn segments. Un segment sur deux ne comprend pas d’aimant et deux aimants successifs le long du cercle possèdent une polarité opposée. Avantageusement, chaque segment est pratiquement identique de sorte que la largeur des aimants M et des espaces E entre deux aimants consécutifs est sensiblement identique. Dès lors, l’angle entre deux rayons d’un segment est 360/(4xn). De préférence, le rayon de ce deuxième cercle r2 correspond sensiblement au rayon moyen du premier cercle η suivant lequel les solénoïdes sont disposés de telle sorte que les aimants puissent se positionner face aux solénoïdes.
Les aimants de deux plateaux successifs montés sur l’axe sont chaque fois disposés de façon à ce que deux aimants qui se trouvent face à face ont une polarité opposée.
Chaque solénoide C, comme illustré sur la figure 4, comprend un rayon intérieur r, et un rayon extérieur re, qui dépend de l’épaisseur des fils électriques utilisés pour leur bobinage et du rayon intérieur. La largeur d’un aimant M, est préférentiellement de l’ordre de deux fois re, et la hauteur d’un aimant M, est préférentiellement de l’ordre deux fois n de sorte qu’un aimant M peut se placer face à deux solénoïdes. Les aimants M sont ainsi disposés de façon à permettre de boucler, lorsqu’ils se trouvent face à une paire de solénoïdes C, un champ magnétique créé par cette paire de solénoïdes.
De manière préférentielle, à l’intérieur de chaque solénoïde C, une pièce en matériau ferromagnétique est insérée pour former un noyau. Ce noyau permet d’augmenter l’intensité du champ magnétique du solénoïde. De préférence, le noyau est constitué d’un matériau dont la perméabilité magnétique μ est d’au moins 0,45 tesla.
Dans un mode de réalisation, le matériau du noyau peut être du permimphy (marque enregistrée de Aperam Alloys Imphy). Dans un autre mode de réalisation, le noyau peut être constitué de tiges filetées en acier zingué.
Les noyaux favorisent le flux dans les anneaux magnétiques créés entre les aimants de deux plateaux successifs positionnés face à face. Les noyaux en permimphy conduisent le flux magnétique entre les aimants des stator 110 et 115 et favorisent la fermeture des champs magnétiques voir figure 7d
Comme illustré sur la figure 13, ce moteur peut comprendre une pluralité de stators 10 et de plateaux pourvus d’aimants, tous étant fixés sur l’axe 105 par le mécanisme décrit ci-dessus. L’exemple illustré sur la figure 13 comprend trois stators 10, et cinq plateaux. Chaque stator 10 comprend quatre solénoïdes C, le nombre d’aimants M par plateau est donc de deux. Chaque stator est positionné entre deux plateaux. Les plateaux extérieurs portent les références 110, 115. Les deux plateaux centraux portent les références 111. La disposition des aimants sur les plateaux extérieurs et intérieurs est détaillée plus loin dans la description, en référence aux figures 11 et 12.
La figure 6a illustre de manière schématique un moteur comprenant huit solénoïdes C. Comme illustré sur la figure 6b, un générateur 600 de tension électrique comprenant deux sous-générateurs 601, 602 permet d’alimenter le moteur en tension électrique. Les deux sous-générateurs 601, 602 génèrent des signaux de pilotage a1, a2 et b1, b2 de sorties respectives 610, 620, et 630, 640, également illustrés sur la figure 6b. Les connexions électriques des huit solénoïdes aux deux sous-générateurs sont schématiquement illustrées sur la figure 6a.
Sur la figure 6a, les huit solénoïdes C-1, ..., C-8 sont vu selon une vue en coupe. Chaque solénoïde comporte un premier et un deuxième connecteur, indiqués par les références P1, P2. Le générateur 600 est relié aux connecteurs des solénoïdes C de telle façon que deux solénoïdes adjacents reçoivent des signaux de pilotage qui sont respectivement en quadrature de phase. Ce moteur électrique fonctionne dès lors en quatre phases. Pour y parvenir, un mode de réalisation de connexions électriques et de signaux de pilotage associés est décrit ci-dessous.
Les solénoïdes sont disposés de telle façon que pour quatre solénoïdes successifs, un premier solénoïde (C-1 ; C-5) d’une série de quatre solénoïdes a son premier P1 et son deuxième P2 connecteur connectés respectivement à la première 610 et à la deuxième borne 620 du premier sous-générateur, un deuxième solénoïde (C-2 ; C-6) de la série de quatre solénoïdes a son premier et son deuxième connecteur connectés respectivement à la première 630 et à la deuxième borne 640 du deuxième sous-générateur, un troisième solénoïde (C-3, C-7) de la série de quatre solénoïdes a son premier et son deuxième connecteur respectivement connectés à la deuxième 620 et à la première borne 610 du premier sous-générateur, et un quatrième solénoïde (C-4, C-8) de la série de quatre solénoïdes a son premier et son deuxième connecteur respectivement connectés à la deuxième 640 et à la première borne 630 du deuxième sous-générateur. Ainsi, les connexions des paires de solénoïdes ΟΙ , C-2 sont inversées par rapport par rapport aux connexions des solénoïdes C-3, C-4.
De manière préférentielle, la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde est sous la forme d’un signal rectangulaire. Avantageusement, la tension du signal peut valoir une valeur V, différente de 0, ou de 0 Volt. Dans un mode de réalisation, la tension V vaut 24 Volt. Les signaux de pilotage sont illustrés sur la figure 6b. Les signaux de pilotage sont préférentiellement périodiques, de période T, divisée en quatre sous-périodes T1( T2, T3 et T4 identiques.
Etant donné que le moteur est un moteur quadriphasé, le principe de fonctionnement du moteur selon l’invention peut être décrit pour une série de quatre solénoïdes successifs. Le fonctionnement des séries de quatre solénoïdes suivantes est identique au fonctionnement de la première série de quatre solénoïdes. Cependant, le nombre de solénoïdes doit toujours être un multiple de quatre, ou un nombre pair de paires de solénoïdes, comme décrit au préalable.
Les figures 6a à 6d, 7a à 7d, 8a à 8d et 9a à 9d illustrent respectivement le fonctionnement du moteur durant les quatre sous-périodes Ti, T2, T3 et T4. Pour des raisons de clarté, les figures illustrent un moteur comprenant 4x2=8 solénoïdes. Le nombre d’aimants sur chaque plateau est dès lors de 8/2=4.
La figure 6b illustre les quatre signaux de pilotage ai, a2 et b1, b2 générés par les deux sous-générateurs de signaux. L’évolution des signaux de pilotage est illustrée pour chaque sous-période T1f T2, T3 et T4. Les signaux a1 et a2 respectivement b1 et b2 sont en opposition de phase entre eux et les signaux a1 et b1 respectivement a2 et b2 sont en quadrature de phase entre eux.
La figure 6a illustre de manière schématique les huit solénoïdes, les quatre aimants et la relation magnétique entre les solénoïdes C et les aimants M. Les solénoïdes C sont vus selon une vue en coupe. Comme illustré sur la figure 6a, les quatre aimants M-1, M-2, M-3, M-4 sont représentés en pointillés superposés sur les solénoïdes C. Seuls les aimants du plateau 115 sont représentés.
La figure 6d est une vue schématique des deux plateaux 110, 115 pourvu des aimants M et des solénoïdes C disposés entre les deux plateaux. La figure 6a est une vue de dessus de la figure 6d. La polarité des champs magnétiques, résultant de la tension appliquée aux connecteurs des solénoïdes, ainsi que la polarité des aimants, sont illustrées par des N et S, pour pôle Nord et pôle Sud respectivement. Seule la polarité magnétique de la face de l’aimant proche du solénoïde est représentée sur les figures 6a et 6d. Nous supposons que chaque solénoïde possède une face supérieure et une face inférieure. Sur la figure 6d, la polarité du champ magnétique sur les deux faces des solénoïdes est représentée. Seule la face supérieure des solénoïdes, proche des aimants du plateau 115, est visible sur la figure 6a. C'est la polarité magnétique de cette face des solénoïdes qui est indiquée également sur la figure 6a. D’autre part, la figure 6c illustre la tension générée au sein de chaque solénoïde, résultant des signaux de pilotage a1, a2 et b1, b2 appliqués aux connecteurs de chaque solénoïde. La tension générée au sein de chaque solénoïde provient de la différence de tension appliquée aux premier et deuxième connecteur du solénoïde. u1 est la tension générée au sein des premiers solénoïdes (C-1, C-5) de la série, u2 la tension générée au sein des deuxièmes solénoïdes (C-2, C-6) de la série, u3 la tension générée au sein des troisièmes solénoïdes (C-3, C-7) de la série, et u4 la tension générée aux sein des quatrièmes solénoïdes (C-4, C-8) de la série. Les tensions u1, u2, u3, et u4 en fonction du temps s’expriment comme suit: ui(t) = ax(_t) - a2(t), u2(t) = Mt)-62(t), u3(t) = α2(ί) -αχ(0, u4(0 = b2(t)-b1(t).
Durant la première sous-période T1t le temps t est compris dans l’intervalle 0 < t < Tlt et at(t) = V, a2(t) = 0, b±(t) = V, b2(t) = 0. Dès lors,
Ut (t) = V, u2(t) = V, u3(t) = -V, u^(t) = -V comme illustré sur la figure 6c.
La figure 6a illustre la disposition des aimants M-1, M-2, M-3, M-4 par rapport aux solénoïdes C-1.....C-8 durant la première sous-période T,.
La tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde induit un champ magnétique dans ce solénoïde. La direction du champ magnétique généré par le solénoïde dépend du sens du courant traversant les spires du solénoïde. Nous choisissons la convention selon laquelle une tension appliquée positive résulte en un champ magnétique de polarité Nord (N) sur la face supérieure du solénoïde et inversement, une tension appliquée négative résulte en un champ magnétique de polarité Sud (S) sur la face supérieure du solénoïde. En résumé, une tension +V / -V générée au sein d’un solénoïde induit un champ magnétique dont la polarité sur la face supérieure est respectivement un Nord / un Sud.
Durant la première sous-période T|, la tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde est illustrée à la figure 6c. Les solénoïdes C-1, C-2 et C-3, C-4 sont soumis à une tension de +V et -V respectivement durant cette première sous-période. L’intensité du champ magnétique résultant de cette tension est identique dans les solénoïdes C-1, C-2 et C-3, C-4 puisque la même valeur absolue de tension V est appliquée, mais de direction opposée entre d’une part C-1, C-2 et d’autre part C-3, C-4. Nous supposons que durant la première sous-période, un aimant M-1 de polarité Sud est face à la paire de solénoïdes C-1, C-2. De même, nous supposons qu’un aimant M-2 de polarité Nord est face à la paire de solénoïdes C-3, C-4, un aimant M-3 de polarité Sud est face à la paire de solénoïdes C-5, C-6 et un aimant M-4 de polarité Nord est face à la paire de solénoïdes C-7, C-8. Dès lors, la polarité du champ magnétique des paires de solénoïdes C-1, C-2 et C-3, C-4, illustrée sur la figure 6a, est respectivement un pôle Nord et un pôle Sud sur la face supérieure des solénoïdes. Le tableau suivant indique la tension appliquée au sein de chaque solénoïde C et la polarité du champ magnétique sur la face supérieure du solénoïde correspondant.
Tableau 1. Solénoïde, tension, polarité sur la face supérieure du solénoïde et polarité de l’aimant durant la première sous-période T1.
Etant donné que la polarité de l’aimant M-1 est un Sud, et que ce dernier est face à la paire de solénoïdes C-1, C-2 dont la polarité est un Nord, le champ magnétique généré par la paire de solénoïdes C-1, C-2 et l’aimant M-1 se boucle. Il en est de même pour les paires de solénoïdes (C-3, C-4), (C-5, C-6), et (C-7, C-8) suivantes et les aimants M-2, M-3, M-4 respectifs.
La figure 6d montre schématiquement une partie durant la première sous-période du moteur illustré sur la figure 6a sur laquelle sont représentés les solénoïdes C-8, C-1, C-2, C-3, C-4, C-5 ainsi qu’une partie du premier plateau 115 pourvu des aimants M-1, M-2, M-3, M-4 et du deuxième plateau 110 pourvu des aimants M-11, M-12, M-13, M-14. Les lignes de champ magnétique sont également représentées sur la figure 6d de manière schématique pour une paire de solénoïdes, en pointillés. Pour des raisons de compréhension, nous appelons le premier plateau le plateau supérieur et le deuxième plateau le plateau inférieur.
La disposition des aimants par rapport aux solénoïdes pour le plateau supérieur a été décrite ci-dessus en référence à la figure 6a. Elle est également indiquée sur le tableau 1. Un raisonnement identique est suivi ci-dessous, en référence à la figure 6d. Nous supposons que durant la première sous-période Ti, l’aimant M-11 de polarité Nord est face à la paire de solénoïdes C-1, C-2, de polarité Sud sur la face inférieure. Ainsi, les lignes de champ magnétique des aimants M-1 et M-11 (représentées par des tirets) et celles des solénoïdes C-1, C-2 (représentées par des pointillés) s’accouplent et se ferment pour former une boucle magnétique, représentée en traits pleins sur la figure 6d. Les aimants M-1 et M-11, sont attirés par la paire de solénoïdes C-1, C-2. Les deux aimants M-1 et M-11, se trouvant face à face, ont une polarité opposée sur leur face proche des solénoïdes. Un raisonnement identique s’applique également pour les aimants des deux plateaux et pour les paires de solénoïdes suivantes.
Le fonctionnement du moteur durant la deuxième sous-période T2 est illustré sur les figures 7a, 7b, 7c et 7d. Les valeurs des signaux de pilotage a1, a2, a3 et a4 ont changé, et ont comme tension durant cette deuxième sous-période T2, αχ(0 = 0, α2(ί) = V, b^t) = V, b2(t) = 0. Dès lors, «iCO = -v,
u2{t) = V, u3(t) = V, u4(t) = -V comme illustré sur la figure 7c.
Les tensions ut(t) et u3(t) appliquées aux bornes des solénoïdes C-1 (identique au solénoïde C-5) et C-3 (identique au solénoïde C-7) sont durant cette deuxième sous-période inversée par rapport à la première sous-période. La polarité du champ magnétique sur la face supérieure de ces solénoïdes est dès lors également inversée. La tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde est illustrée à la figure 7c. Les solénoïdes C-2, C-3, et C-4, C-5 sont soumis à une tension de +V et -V respectivement durant cette deuxième sous-période. L intensité du champ magnétique résultant de cette tension est identique dans les solénoïdes C-2, C-3 et C-4, C-5 puisque la même valeur absolue de tension V est appliquée, mais de direction opposée entre d’une part C-2, C-3 et d’autre part C-4, C-5. La polarité du champ magnétique des paires de solénoïdes C-2, C-3 et C-4, C-5, illustrée sur la figure 7a, est respectivement un pôle Nord et un pôle Sud sur la face supérieure des solénoïdes.
Le tableau 2 illustre la polarité des champs magnétiques sur les faces supérieures des solénoïdes C-1 ... C-8 durant la deuxième sous-période.
Tableau 2. Solénoïde, tension, polarité sur la face supérieure du solénoïde et polarité de l’aimant durant la deuxième sous-période T2.
La polarité du champ magnétique sur la face supérieure du solénoïde C-1 est un pôle Sud. Etant donné que la polarité de l’aimant M-1 est également un pôle Sud, ce dernier est repoussé par le solénoïde C-1. Cependant, la polarité du champ sur les faces supérieures des solénoïdes C-2 et C-3 est un pôle Nord. L’aimant M-1, de polarité Sud, est ainsi attiré par la paire de solénoïdes C-2, C-3 et va bouger sous l’effet du champ magnétique des solénoïdes C-2, C-3 jusqu’à ce qu’il se trouve face aux solénoïdes C-2, C-3.
Simultanément, l’aimant M-2, de polarité Nord, est repoussé par le solénoïde C-3, dont la polarité sur la face supérieure est également un pôle Nord durant cette deuxième sous-période. La polarité du champ sur les faces supérieures des aimants C-4, C-5 est à présent un pôle Sud. Cette paire de solénoïdes attire l’aimant M-2 et ce dernier va bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à ces deux solénoïdes, comme illustré sur la figure 7a.
Le mouvement des aimants M-1 et M-2, fixés au plateau 115, ont dès lors fait tourner le plateau dans le sens horaire. Les aimants M-3 et M-4, dont la configuration est identique à celle des aimants M-1 et M-2 respectivement ont, de la même manière, contribué à la rotation du plateau.
La figure 7d est une vue similaire à la figure 6d mais durant la deuxième sous-période T2. Dans la figure 7d, seul les aimants M-4, M-1 et M-2 sont visibles sur le plateau supérieur et les aimants M-14, M-11 et M-12 sur le plateau inférieur. L’aimant M-11, du plateau inférieur est de polarité Nord, et est donc repoussé par le solénoïde C-1 dont la polarité sur la face inférieure est un pôle Nord durant la seconde sous-période. Il est attiré par la paire de solénoïdes C-2, C-3, dont la polarité sur les faces inférieures est un pôle Sud. L’aimant M-11 va dès lors bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à la paire d’aimants C-2, C-3. Ainsi, les boucles de champ magnétique des aimants (illustrées par des tirets) et les boucles de champ magnétique des solénoïdes (illustrées par des pointillés) s’accouplent et se ferment pour former une nouvelle boucle de champ magnétique, illustrée en trait plein sur la figure 7d. Ce mouvement des aimants des plateaux 115 et 110 implique une rotation des plateaux. Les deux plateaux 115 et 110 étant solidaires de l’axe 105, l’axe 105 tourne.
Le fonctionnement du moteur durant la troisième sous-période T3 est illustré sur les figures 8a, 8b, 8c et 8d. Les valeurs des signaux de pilotage a1, a2, a3 et a4 ont changé, et ont comme tension durant cette troisième sous-période T3, aa(t) = 0, a2(t) = V, bt(t) = 0, b2(t) = V. Dès lors, ux(t) = —V, u2(t) = -V, u3(t) = V, u4(t) = 1/ comme illustré sur la figure 8c.
Les tensions u2(t) et u4(t) appliquées aux bornes des solénoïdes C-2 (identique au solénoïde C-6) et C-4 (identique au solénoïde C-8) sont durant cette troisième sous-période inversée par rapport à la deuxième sous-période. La polarité du champ magnétique sur la face supérieure de ces solénoïdes est dès lors également inversée. La tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde est illustrée à la figure 8c. Les solénoïdes C-3, C-4, et C-5, C-6 sont soumis à une tension de +V et -V respectivement durant cette troisième sous-période. L’intensité du champ magnétique résultant de cette tension est identique dans les solénoïdes C-3, C-4 et C-5, C-6 puisque la même valeur absolue de tension V est appliquée, mais de direction opposée entre d’une part C-3, C-4 et d’autre part C-5, C-6. La polarité du champ magnétique des paires de solénoïdes C-3, C-4 et C-5, C-6, illustrée sur la figure 8a, est respectivement un pôle Nord et un pôle Sud sur la face supérieure des solénoïdes.
Le tableau 3 illustre la polarité des champs magnétiques sur les faces supérieures des solénoïdes C-1 ... C-8 durant la troisième sous-période.
Tableau 3. Solénoide, tension, polarité sur la face supérieure du solénoïde et polarité de l’aimant durant la troisième sous-période T3.
La polarité du champ magnétique sur la face supérieure du solénoïde C-2 est un pôle Sud. Etant donné que la polarité de l’aimant M-1 est également un pôle Sud, ce dernier est repoussé par le solénoïde C-2. Cependant, la polarité du champ sur les faces supérieures des solénoïdes C-3 et C-4 est un pôle Nord. L’aimant M-1, de polarité Sud, est ainsi attiré par la nouvelle paire de solénoïdes C-3, C-4 et va bouger sous l’effet du champ magnétique des solénoïdes C-3, C-4 jusqu’à ce qu’il se trouve face aux solénoïdes C-3, C-4.
Simultanément, l’aimant M-2, de polarité Nord, est repoussé par le solénoïde C-4, dont la polarité sur la face supérieure est également un pôle Nord durant cette troisième sous-période. La polarité du champ sur les faces supérieures des aimants C-5, C-6 est à présent un pôle Sud. Cette nouvelle paire de solénoïdes attire l’aimant M-2 et ce dernier va bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à ces deux solénoïdes, comme illustré sur la figure 8a.
Les aimants M-1 et M-2, fixés au plateau 115, ont dès lors fait tourner le plateau dans le sens horaire. Les aimants M-3 et M-4, dont la configuration est identique à celle des aimants M-1 et M-2 respectivement ont, de la même manière, contribué à la rotation du plateau.
La figure 8d est une vue de côté similaire à la figure 7d durant la troisième sous-période T3. Seuls les aimants M-3, M-4, M-1 et M-2 sont à présent visibles sur le plateau supérieur et les aimants M-13, M-14, M-11 et M-12 sur le plateau inférieur. L’aimant M-11, du plateau inférieur et de polarité Nord, est repoussé par le solénoïde C-2 dont la polarité sur la face inférieure est un pôle Nord durant la troisième sous-période. Il est attiré par la paire de solénoïdes C-3, C-4, dont la polarité sur les faces inférieures est un pôle Sud. L’aimant M-11 va dès lors bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à la paire d’aimants C-3, C-4. Ainsi, les boucles de champ magnétique des aimants (illustrées par des tirets) et les boucles de champ magnétique des solénoïdes (illustrées par des pointillés) s’accouplent et se ferment pour former une nouvelle boucle de champ magnétique, illustrée en trait plein sur la figure 8d. Un raisonnement identique s’applique à chaque aimant du plateau inférieur 110. Ce mouvement des aimants des plateaux 115 et 110 implique une rotation des plateaux. Les deux plateaux 115 et 110 étant solidaires de l’axe 105, l’axe 105 tourne.
Le fonctionnement du moteur durant la quatrième sous-période T4 est illustré sur les figures 9a, 9b, 9c et 9d. Les valeurs des signaux de pilotage a1, a2, a3 et a4 ont changé, et ont comme tension durant cette quatrième sous-période T4, MO = V, a2(t) = 0, MO = 0, MO = V. Dès lors, (O = V, MO = MO = —V,
u^(t) = V comme illustré sur la figure 9c.
Les tensions MO et MO appliquées aux bornes des solénoïdes C-1 (identique au solénoïde C-5) et C-3 (identique au solénoïde C-7) sont durant cette quatrième sous-période inversée par rapport à la troisième sous-période. La polarité du champ magnétique sur la face supérieure de ces solénoïdes est dès lors également inversée. La tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde est illustrée à la figure 9c. Les solénoïdes C-4, C-5, et C-6, C-7 sont soumis à une tension de +V et -V respectivement durant cette quatrième sous-période. L’intensité du champ magnétique résultant de cette tension est identique dans les solénoïdes C-4, C-5 et C-6, C-7 puisque la même valeur absolue de tension V est appliquée, mais de direction opposée entre d’une part C-4, C-5 et d’autre part C-6, C-7. La polarité du champ magnétique des paires de solénoïdes C-4, C-5 et C-6, C-7, illustrée sur la figure 9a, est respectivement un pôle Nord et un pôle Sud sur la face supérieure des solénoïdes.
Le tableau 4 illustre la polarité des champs magnétiques sur les faces supérieures des solénoïdes C-1 ... C-8 durant la quatrième sous-période.
Tableau 4, Solénoïde, tension, polarité sur la face supérieure du solénoïde et polarité de l’aimant durant la quatrième sous-période T4.
La polarité du champ magnétique sur la face supérieure du solénoïde C-3 est un pôle Sud. Etant donné que la polarité de l’aimant M-1 est également un pôle Sud, ce dernier est repoussé par le solénoïde C-3. Cependant, la polarité du champ sur les faces supérieures des solénoïdes C-4 et C-5 est un pôle Nord. L’aimant M-1, de polarité Sud, est ainsi attiré par la nouvelle paire de solénoïdes C-4, C-5 et va bouger sous l’effet du champ magnétique des solénoïdes C-4, C-5 jusqu’à ce qu’il se trouve face aux solénoïdes C-4, C-5.
Simultanément, l’aimant M-2, de polarité Nord, est repoussé par le solénoïde C-5, dont la polarité sur la face supérieure est également un pôle Nord durant cette quatrième sous-période. La polarité du champ sur les faces supérieures des aimants C-6, C-7 est à présent un pôle Sud. Cette nouvelle paire de solénoïdes attire l’aimant M-2 et ce dernier va bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à ces deux solénoïdes, comme illustré sur la figure 9a.
Les aimants M-1 et M-2, fixés au plateau 115, ont dès lors fait tourner le plateau dans le sens horaire. Les aimants M-3 et M-4, dont la configuration est identique à celle des aimants M-1 et M-2 respectivement ont, de la même manière, contribué à la rotation du plateau.
La figure 9d est une vue de côté similaire à la figure 8d durant la quatrième sous-période T4. Seuls les aimants M-3, M-4, et M-1 sont à présent visibles sur le plateau supérieur 115 et les aimants M-13, M-14, et M-11 sur le plateau inférieur 110. L’aimant M-11, du plateau inférieur et de polarité Nord, est repoussé par le solénoïde C-3 dont la polarité sur la face inférieure est un pôle Nord durant la quatrième sous-période. Il est attiré par la paire de solénoïdes C-4, C-5, dont la polarité sur les faces inférieures est un pôle Sud. L’aimant M-11 va dès lors bouger jusqu’à ce qu’il se trouve face à la paire d’aimants C-4, C-5. Ainsi, les boucles de champ magnétique des aimants (illustrées par des tirets) et les boucles de champ magnétique des solénoïdes (illustrées par des pointillés) s’accouplent et se ferment pour former une nouvelle boucle de champ magnétique, illustrée en trait plein sur la figure 9d. Un raisonnement identique s’applique à chaque aimant du plateau inférieur 110. Ce mouvement des aimants des plateaux 115 et 110 implique une rotation des plateaux. Les deux plateaux 115 et 110 étant solidaires de l’axe 105, l’axe 105 tourne.
Sur le plateau 110, les aimants sont soumis aux mêmes forces magnétiques et entraînent la rotation du plateau 110. Les rotations des deux plateaux 110 et 115, entraîne une rotation de l’axe 105 d’un angle de 2π/8 entre deux sous-périodes successives, pour un moteur comprenant 8 solénoïdes.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 6a à 9d, le moteur électrique comprend huit solénoïdes. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, le moteur électrique peut comprendre un nombre pair de paires de solénoïdes, c’est-à-dire un multiple de quatre, 4xn, ou n est un nombre entier supérieur ou égal à un, soit quatre, huit, douze, seize, vingt, vingt-quatre, etc. solénoïdes. Au plus le nombre de solénoïdes est élevé, au plus la vitesse du moteur diminue et sa puissance augmente.
Le nombre de périodes T des signaux de pilotage nécessaires pour que les plateaux effectuent un tour complet dépend du nombre de solénoïdes. Pour quatre solénoïdes, une période est nécessaire pour que les plateaux effectuent un tour complet. Pour huit solénoïdes, deux périodes sont nécessaires. Pour 4xn solénoïdes, n périodes sont nécessaires. La vitesse de rotation des plateaux et de l’axe dépend donc d’une part de la fréquence du signal, qui est inversement proportionnelle à la période T, mais également du nombre de solénoïdes. D’autre part, la rotation effectuée par les plateaux entre deux sous-périodes consécutives est de 2ττ/(4χη), où 4xn est le nombre de solénoïdes.
Le temps de transition entre deux sous-période successives dure préférentiellement moins de 200 nanosecondes.
La figure 10 illustre un second mode de réalisation de la présente invention, dans laquelle le moteur selon l’invention comprend trois plateaux et deux stators, ou chaque stator comprend un jeu de 4xn solénoïdes. La configuration des solénoïdes du deuxième jeu C-11, C-12, C-13, C-14 est identique à celle du premier C-1, C-2, C-3, C-4. Le troisième plateau 111, central, est inséré entre les deux stators. La longueur de l’axe 105 du moteur dans ce mode de réalisation dépend dès lors du nombre de plateaux et de stators.
Dans ce mode de réalisation, les boucles de champ magnétiques s’étendent jusqu’au troisième plateau. Les aimants du troisième plateau 111, central, servent à assurer la continuité des lignes de champ magnétiques induites par les solénoïdes qui s’étendent jusqu’au plateau 110, comme illustré sur la figure 10.
Lorsque le moteur comprend un nombre de plateaux supérieur à deux, comme illustré sur la figure 13, la configuration des plateaux 111 centraux et de leurs aimants est de manière préférentielle différente à celle des plateaux 110, 115 situés aux extrémités du moteur. Les aimants du plateau central 111 participent aux champs magnétiques générés par les solénoïdes situés de part et d’autre des aimants.
La figure 12 illustre un mode de réalisation de l’aimantation des plateaux 111 centraux. Le plateau central 111 est préférentiellement symétrique, et les aimants M sont également parfaitement symétriques. L’aimantation des aimants du plateau central 111 peut être minimale car ils servent principalement à assurer la continuité de la ligne de champ magnétique entre les deux stators.
Le moteur de la présente invention peut dès lors comprendre de manière générale m stators et m+1 plateaux, ou m est nombre entier supérieur ou égal à 1. La configuration de chaque stator, ou chaque jeu de solénoïdes est identique. Préférentiellement, les plateaux 111 centraux intercalés entre deux stators 10, sont tous identiques. Cependant les plateaux 110, 115 situés aux extrémités peuvent dans un mode de réalisation préférentiel être différents des plateaux 111 centraux. La longueur de l’axe 105 mobile reliant tous ces éléments du moteur est dès lors adaptée aux nombres de plateaux et de stators.
Dans un mode de réalisation préférentiel selon l’invention, les fixations des aimants M des plateaux 110, 115 situés aux extrémités de l’axe 105 se font par une pluralité de couches de fer étamé et de cuivre étamé. La figure 11 illustre ces différentes couches intermédiaires déposées entre les aimants M et le plateau 110, 115. Préférentiellement, le plateau 110, 115, est fait d’un matériau non magnétique, de manière préférentielle de l’aluminium. Sur le plateau 110, 115, une première couche de cuivre étamé 1210, est déposée, fixée ou collée. Préférentiellement, le cuivre étamé comporte une couche d’étain 1215 sur une face de la couche de cuivre 1212. La couche de cuivre 1212 est avantageusement directement en contact avec le plateau 110, 115. Sur la couche d’étain 1215, une couche du fer étamé 1220 est déposée, fixée ou collée. Le fer étamé 1220 comprend une couche d’étain 1222 de part et d’autre de la couche de fer 1224. Préférentiellement, le fer étamé 1220 peut être du fer blanc. L’épaisseur de fer étamé 1220 est de manière préférentielle comprise entre 0.1 et 2 mm, plus préférentiellement entre 0.2 mm et 1 mm, et plus préférentiellement encore entre 0.2 et 0.3 mm. L’épaisseur de la couche d’étain 1222 de part et d’autre du fer 1224 est de quelques microns, préférentiellement de maximum 5 microns. Avantageusement, l’aimant M est collé ou fixé par des vis sur la couche supérieure d’étain 1222 du fer étamé 1220
Ces différentes couches permettent d’améliorer le confinement du champ magnétique entre les solénoïdes C et les aimants M disposés sur les plateaux 110, 115 placés aux extrémités, et permettent de limiter l’épaisseur des aimants tout en gardant l’intensité du champ magnétique nécessaire dans les plateaux 110, 115.
Les différentes couches peuvent dans un mode de réalisation être collées ensemble mais elles peuvent également, dans un autre mode de réalisation, être fixées ensemble par des vis fixées sur le plateau.
Dans cette configuration, l’étain agit comme guide magnétique. La première couche d’étain 1222, n’étant que de quelques microns, une partie du champ magnétique va ainsi pénétrer dans le fer 1224. De l’autre côté du fer, il y a deux couches d’étain, une première provenant du fer étamé 1222 et une seconde du cuivre étamé 1215. Le cuivre étamé 1210 est utilisé car l’étain 1215, déposé sur le cuivre 1212 par chauffage, permet de renforcer l’épaisseur d’étain 1122 du fer étamé 1220. Ces deux couches vont agir comme un second isolant magnétique plus fort. Le champ magnétique pénétrant le fer 1224, va devoir en ressortir par les extrémités (les bords) de la couche de fer 1224. Ce champ qui ressort par les bords va s’opposer au champ présent entre l’aimant M et la paire de solénoïdes C et ainsi va confiner ce champ. Le champ magnétique, entre la paire de solénoïdes et l’aimant, est ainsi déplacé. Le champ magnétique généré est ainsi plus compact. Des aimants moins épais peuvent ainsi être utilisés. Cela a pour effet de réduire l’aimantation des aimants des plateaux placés aux extrémités.
Dans un autre mode de réalisation, le cuivre étamé 1210 est remplacé par une couche d’étain fixée sur le fer étamé 1220 et dont l’épaisseur est supérieure à l’épaisseur d’étain de la couche 1222.
Inversement, les plateaux centraux étant sollicités des deux côtés par les solénoïdes situés de part et d’autre, ne nécessitent pas cet ajout, et sont préférentiellement tous identiques et symétriques, comme illustré sur la figure 12. En effet, les aimants M des plateaux centraux 111 servent à assurer la continuité des lignes de champ magnétique tout le long. L’association d’une pluralité de rotors en parallèle telle que décrite ci-dessus présente l’avantage que la puissance du moteur est augmentée pour une même vitesse de rotation.
Dans le mode de réalisation décrit, les signaux de pilotage sont des ondes rectangulaires de période T. La somme des quatre signaux en quadrature de phase est à chaque instant constante. C’est pourquoi le courant traversant les solénoïdes est un courant pseudo continu, car la somme des courants est constante à chaque instant. La fréquence des signaux de pilotage rectangulaires va déterminer la vitesse de rotation des plateaux et de l’axe.
Dans un autre mode de réalisation, les signaux de pilotage peuvent également être des signaux périodiques sinusoïdaux. La somme de quatre signaux sinusoïdaux déphasés d’un quart d’onde est également constante à chaque instant.
Dans un autre mode de réalisation, les signaux de pilotage peuvent également être des signaux périodiques triangulaires. La somme de quatre signaux triangulaires déphasés d’un quart d’onde est également constante à chaque instant.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, avec une consommation électrique de 72 Watts, ce moteur est capable de soulever 10 kg. Une mesure de temps a été effectuée sur une trace de trois mètres de hauteur, ce qui a permis de déterminer une puissance approximative de 10 Joules/sec. Le poids que ce moteur est capable de soulever dépend naturellement de sa vitesse. Pour des faibles vitesses, la maquette telle que présentée, constituée de 16 solénoïdes est capable en l’état de soulever un maximum de 10 kg. L’épaisseur qui constitue la masse de l’aimant dépend de la puissance des solénoïdes et de leur noyau. Si les aimants sont trop puissants par rapport aux solénoïdes, une solution est d’éloigner les plateaux des solénoïdes.
Préférentiellement, l’aimantation nécessaire des aimants permanents est très faible en comparaison aux aimants permanents utilisés dans les moteurs en l’état actuel de la technique.
Préférentiellement, le neutre magnétique (point d'inversion Nord-Sud) reste centré au milieu des solénoïdes et par la géométrie du moteur au milieu des aimants. Le moteur est mécaniquement équilibré et permet donc l'allègement des plateaux intermédiaires.
Le principal avantage du moteur électrique selon la présente invention est que ce dernier chauffe très peu. En effet, si le moteur devait s’arrêter à cause d’un problème technique quelconque, et que les sous-générateurs de signaux de pilotage continuaient à générer une tension appliquée aux bornes de chaque solénoïde du moteur, les champs magnétiques générés par chaque solénoïde continueraient à s’inverser. Cependant, les composants du moteur ne s’échaufferaient que légèrement, et le moteur ne risquerait pas de fondre. Le moteur débite alors du champ magnétique, et réchauffement de ce dernier est limité. En cas de surcharge, ce moteur ne décroche pas et peut en diminuant sa vitesse reprendre son mouvement.
Claims (11)
- Revendications modifiées1. Moteur électrique comprenant - un axe (105) et au moins un stator monté sur cet axe (105), - au moins deux plateaux (110, 115) solidaires de l’axe, et ayant chacun deux faces, les deux plateaux étant fixés à une distance axiale l’un de l’autre, et - entre deux plateaux (110, 115) successifs un stator desdits au moins un stator est chaque fois intercalé, chaque stator comprenant un nombre pair de paires de solénoïdes (C) adjacents, chaque solénoïde (C) ayant un axe as et dans lequel les solénoïdes sont disposés selon un premier cercle de rayon n autour de l’axe (105) du moteur et dont les axes as sont parallèles à l’axe (105) du moteur, le nombre de solénoïdes étant identique sur chaque stator, et l’espacement angulaire entre deux solénoïdes adjacents le long du cercle de rayon r1 étant uniforme, et - au moins une face de chaque plateau (110, 115) est pourvue d’un aimant par paire de solénoïdes (C), lesquels aimants sont disposés, sur chaque plateau, en alternance de polarité selon un deuxième cercle de rayon r2, le rayon de ce deuxième cercle r2 correspondant sensiblement au rayon moyen du premier cercle n suivant lequel les solénoïdes sont disposés de telle sorte que les aimants puissent se positionner face aux solénoïdes, et lesquels aimants sont chaque fois disposés sur deux plateaux (110, 115) successifs de façon à ce que deux aimants (M) qui se trouvent face à face ont une polarité opposée, les solénoïdes (C) sont reliés à un générateur de signaux de pilotage, pour fournir à chaque solénoïde des signaux de pilotage de telle sorte que les signaux de pilotage reçus par deux solénoïdes adjacents sont chaque fois des signaux de pilotage qui sont respectivement en quadrature de phase, - caractérisé en ce que les aimants sont séparés par un espace prédéterminé, et la largeur des aimants et des espaces prédéterminés entre deux aimants consécutifs est sensiblement identique.
- 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de signaux comporte un premier et un deuxième sous-générateur de signaux de pilotage, lequel premier sous-générateur de signaux est agencé pour produire un premier signal a1 et un deuxième signal a2 et le deuxième sous-générateur de signaux de pilotage est agencé pour produire un troisième signal b1 et un quatrième signal b2, et lesquels signaux a1 et a2 respectivement b1 et b2 sont en opposition de phase entre eux et lesquels signaux a1 et b1 respectivement a2 et b2 sont en quadrature de phase entre eux.
- 3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier et deuxième sous-générateurs de signaux comportent chacun une première et une deuxième borne, et chaque solénoïde comporte un premier et un deuxième connecteur, les solénoïdes sont disposés de telle façon à ce que pour deux paires de solénoïdes successives, un premier solénoïde d’une première paire des dites deux paires de solénoïdes successives a son premier et son deuxième connecteurs connectés à la première et à la deuxième bornes du premier sous-générateur, un deuxième solénoïde d’une première paire des dites deux paires de solénoïdes successives a son premier et son deuxième connecteurs connectés à la première et à la deuxième bornes du deuxième sous-générateur, un premier solénoïde d’une deuxième paire des dites deux paires de solénoïdes successives a son premier et son deuxième connecteurs connectés à la deuxième et à la première bornes du premier sous-générateur, un deuxième solénoïde d’une deuxième paire des dites deux paires de solénoïdes successives a son premier et son deuxième connecteurs connectés à la deuxième et à la première bornes du deuxième sous-générateur.
- 4. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque signal de pilotage est un signal périodique soit rectangulaire, soit triangulaire, soit sinusoïdale, de période T divisé en quatre sous-périodes T1, T2, T3 et T4.
- 5. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les signaux de pilotage sont configurés pour varier entre deux niveaux de tension.
- 6. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque solénoïde est pourvu d’un noyau en matériau ferromagnétique présentant une perméabilité déterminée.
- 7. Moteur électrique selon la revendication 6, dans lequel le noyau est en permimphy ou équivalent.
- 8. Moteur électrique selon la revendication 6, dans lequel le noyau est constitué de tiges filetées en acier zingué.
- 9. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les solénoïdes possèdent une enveloppe, lesquelles enveloppes sont électriquement isolantes et sont en contact l’une avec l’autre.
- 10. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux plateaux formant les extrémités du moteur comprennent, entre les plateaux et les aimants fixés sur ces derniers, des couches intermédiaires de cuivre étamé et de fer étamé, le cuivre étamé ne comprenant de l’étain que sur une face et le fer étamé comprenant de l’étain sur sa première et deuxième face, la face de cuivre du cuivre étamé étant placée sur le plateau, le première face d’étain du fer étamé étant placée sur l’étain du cuivre étamé, et l’aimant étant placé sur la deuxième face d’étain du fer étamé.
- 11. Moteur électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plateau est fait d’un matériau non magnétique, en particulier de l’aluminium.
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BE1023490A1 BE1023490A1 (fr) | 2017-04-06 |
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- 2015-03-24 BE BE2015/5180A patent/BE1023490B1/fr active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE1023490A1 (fr) | 2017-04-06 |
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