EP0890033A1 - Device for sensing the motion of a rotor mounted on active magnetic bearings - Google Patents

Device for sensing the motion of a rotor mounted on active magnetic bearings

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Publication number
EP0890033A1
EP0890033A1 EP97916510A EP97916510A EP0890033A1 EP 0890033 A1 EP0890033 A1 EP 0890033A1 EP 97916510 A EP97916510 A EP 97916510A EP 97916510 A EP97916510 A EP 97916510A EP 0890033 A1 EP0890033 A1 EP 0890033A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coils
annular cage
reference ring
annular
cylindrical wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97916510A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Maurice Brunet
Ulrich Schroeder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe de Mecanique Magnetique SA
Original Assignee
Societe de Mecanique Magnetique SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Societe de Mecanique Magnetique SA filed Critical Societe de Mecanique Magnetique SA
Publication of EP0890033A1 publication Critical patent/EP0890033A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings
    • F16C32/044—Active magnetic bearings
    • F16C32/0444—Details of devices to control the actuation of the electromagnets
    • F16C32/0446—Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting the movements of a rotor mounted on active magnetic bearings, comprising a reference ring made of non-magnetic material of low resistivity, mounted on the rotor, at least two fixed coils, arranged in the vicinity of the reference ring, and means for supplying the coils with alternating current.
  • An active magnetic bearing is an electromagnetic device ensuring the relative positioning of a rotating assembly with respect to a fixed part.
  • the active magnetic bearing comprises a rotor secured to the rotating assembly, the bearing rotor being held in position in the magnetic fields created by electromagnets placed on the fixed part (stator).
  • the bearing rotor is in equilibrium without mechanical contact with the stator under the influence of electromagnetic forces.
  • the position of the rotor is identified by means of detectors which continuously deliver signals representative of the possible displacements of this rotor relative to a nominal position.
  • the signals delivered by the position detectors control, through an electronic servo loop, the currents in the electromagnets of the bearings, so that the magnetic attraction forces bring the rotor back to its nominal position in the event of displacement .
  • the position detectors which inform the servo circuits on the position of the rotor and allow them to react to maintain the desired position, constitute an essential link which must be reliable but also reasonable cost.
  • Capacitive type detectors have thus already been proposed, optical detectors, eddy current detectors, inductive detectors with coils and magnetic or ferrite sheets.
  • detectors consisting of sets of small coils wound on ferromagnetic cores, the coils being able to present certain particular configurations with a view to neutralizing the geometric defects of the rotor.
  • Inductive sensors such as those described in the aforementioned publications ensure good rejection of the defects of the rotor and have a good quality of detection.
  • the invention aims to remedy the aforementioned drawbacks of conventional inductive detectors and to allow detectors to be produced at reduced cost, without losing the advantages of precision and manufacturing of existing detectors.
  • a device for detecting the movements of a rotor mounted on active magnetic bearings comprising a reference ring made of non-magnetic material of low resistivity, mounted on the rotor, at least two fixed coils, arranged in the vicinity of the reference ring, and means for supplying the coils with alternating current, characterized in that it comprises an annular cage, made of non-conductive material, which has a thin cylindrical wall concentric with the reference ring, providing a free space therewith, first and second parallel planar wings extending in planes perpendicular to the axis of said thin cylindrical wall, on the side opposite to the reference ring and a median dividing wall parallel to the first and second planar wings, and in that said at 97/37146 PC17FR97 / 00552
  • At least two fixed coils are arranged in the annular cage while being positioned by means of said central separating partition.
  • the device comprises. an annular cage of non-conductive material, the middle dividing partition of which is interrupted in four zones distributed in a cross, being offset by 45 * with respect to two radial measurement directions; four coils in the form of tiles which are distributed inside the annular cage being each disposed in contact with the thin cylindrical wall, each coil in the form of tiles comprising first and second main parts located on either side of 'an uninterrupted part of the middle dividing wall and the first and second connecting secondary parts with small radius of curvature located in areas of interruption of the middle dividing wall, the four tiled coils being mounted in bridge two a of them
  • the device according to the invention comprises a pair of annular coils supplied in series and arranged in parallel planes inside the annular cage in non-conductive material, on either side of the median separating partition, the reference ring comprising, on its surface facing the annular cage, a portion of different diameter which extends axially over a length substantially equal to half of the thickness of an annular coil on either side of the median separating partition
  • the device according to the invention comprises an annular cage made of non-conductive material, the median dividing partition of which is interrupted in four zones distributed in cross being offset by 45 'with respect to two radial measurement directions; four coils in the form of tiles which are distributed inside the annular cage being each disposed in contact with the thin cylindrical wall, each coil in the form of tiles comprising first and second main parts located on either side of '' an uninterrupted part of
  • Each of the four tile-shaped coils has main branches, the cross section of which has along the axis zz 'a dimension of the order of half the cross section dimension of each of the two annular coils along this same axis zz'.
  • said portion of different diameter defines a projecting shoulder. According to another particular embodiment, said portion of different diameter defines a groove.
  • the annular cage is made of molded plastic.
  • the reference ring made of non-magnetic material of low resistivity is made of silver, aluminum or bronze.
  • the thin cylindrical wall of the annular cage has a thickness of the same order as that of the free space defined between said thin cylindrical wall and the reference ring.
  • the thin cylindrical wall of the annular cage has a thickness of the order of 0.4 to 0.7 mm.
  • the reference ring has an outer diameter smaller than that of the thin cylindrical wall of the annular cage.
  • the reference ring has an internal diameter greater than that of the thin cylindrical wall of the annular cage.
  • FIG. 2 is a sectional view along line II-II of Figure
  • Figure 3 is a side view in the direction x'x of Figure
  • FIG. 4 shows the diagram of the bridge mounting of the detector coils of Figures 1 to 3;
  • FIG. 5 is a sectional view along line V-V of Figure
  • FIG. 6 is a sectional view along line VI-VI of Figure 5;
  • FIG. 7 shows the diagram of the series connection of the detector coils of Figures 5 and 6;
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment of the detector of Figures 5 and 6;
  • FIG. 9 is a sectional view along line IX— IX of Figure 10 of a combined axial and radial detector without iron according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a sectional view along line X-X of Figure 9;
  • FIG. 11 shows an alternative embodiment of the detector of Figures 9 and 10.
  • a radial detector which does not contain any magnetic or ferrous material, either at the movable part 10 of this detector or at the level of the fixed part 20.
  • the mobile part of the radial detector comprises a reference ring 10 which is intended to be mounted on the rotating part of a machine tool (for example a spindle for machining, grinding or milling machine, grinding wheel holder, ...), special equipment for the light industry or the space industry (X-ray tube, vacuum pump with turbomolecular effect, centrifuge, textile spindle, turbopump, ...
  • the reference ring 10 of the radial detector of Figures 1 to 3 is made of non-magnetic material of low resistivity and can be for example aluminum, bronze, silver or an equivalent material.
  • the radial detector comprises a fixed part arranged opposite the reference ring 10, without contact with the latter.
  • This fixed part comprises four coils B1 to B4 which are supplied by an alternating current bridge assembly supplied by a power source 1 ( Figure 4).
  • the coils B1 and B2 are arranged diametrically opposite with respect to the center of the reference ring 10, in a radial direction x'x.
  • the coils B1 and B2 are connected in series across the power source 1 and their common point delivers a signal L x representative of the displacement of the reference ring 10 in the direction x'x.
  • the coils B3 and B4 are arranged diametrically opposite with respect to the center O of the reference ring 10, in a radial direction y'y which is perpendicular to the radial direction x'x.
  • the coils B3 and B4 are also mounted in series across the power source 1 and their common point delivered a signal Ly representative of the displacement of the reference ring 10 in the direction y'y.
  • the signals L x and Ly are applied to the control circuits of the active magnetic bearings and make it possible to adjust the currents of the coils of the electromagnets of the radial magnetic bearings in order to maintain the rotating assembly in a predefined nominal position, or, the if necessary, to selectively cause desired modifications to this nominal position.
  • the various coils B1 to B4 are supplied in such a way that the signals supplied by two coils of the same pair B1, B2, respectively B3, B4 located diametrically opposite for detecting displacements in the same direction x'x, respectively y'y are algebraically entrenched.
  • the alternating carrier current delivered by the voltage source 1 can be, for example, a few tens of kilohertz.
  • the radial detector of Figures 1 to 3 has a particularly simple structure which makes it easy to make and implement and allows significant savings compared to conventional inductive detectors.
  • the reference ring 10 contains neither magnetic material, such as ferrite, nor stacking of thin sheets of iron, but the fixed part of the detector is also free of iron and the coils B1 to B4 have a simple configuration and are mounted in a support 20 in the form of an annular cage which is also very simple and can be manufactured economically, for example in the form of a molded plastic part.
  • the annular cage 20 of non-conductive material has a thin cylindrical wall 21 concentric with the reference ring 10 and which is arranged so as to provide a small free space e between the thin cylindrical wall 21 and the reference ring 10.
  • the free space e can be of the order of a few tenths of a millimeter
  • the thin cylindrical wall 21 also has a reduced thickness, which can advantageously be of the same order of magnitude as the value of the free space e.
  • the thin cylindrical wall 21 can have a thickness of between approximately 0.4 and 0.7 mm, typically 0.5 mm.
  • the annular cage 20 also comprises plane wings 22, 23 parallel to each other which extend from the thin cylindrical wall 21 in radial planes perpendicular to the axis z'z of the thin cylindrical wall, which corresponds to the 'reference axis of the detector
  • the flat wings 22, 23 in the form of a crown have their free end facing the side opposite the reference ring 10 and define, in section along an axial plane ( Figure 2), a U-shaped profile
  • An annular median dividing wall 24 parallel to the planar wings 22, 23 also extends in a radial plane from the wall thin cylindrical 21 In this way, the planar wings 22, 23, the central partition 24 and the thin cylindrical wall 21 define, in section along an axial plane, an E profile.
  • the central partition 24 is interrupted in four zones 25 distributed in a cross and offset by 45 * with respect to the radial measurement directions x'x and y'y.
  • the four coils B1 to B4 in the form of a tile are distributed inside the annular cage 60, each being arranged in contact with the thin cylindrical wall 21.
  • Figure 3 has main parts 71, 73 located on either side of an uninterrupted part of the middle separat ⁇ ce partition 24 and connecting secondary parts 72, 74 with a small radius of curvature located in zones 25 of interruption of the partition 24.
  • the assembly of the four coils B1 to B4 is thus extremely simple and their positioning is precise thanks to the guide that constitutes the annular cage 20 with its cylindrical face 21, its outer wings 22, 23 and its separating partition 24 interrupted in the four zones 25.
  • the coils B1 to B4 are well pressed against the cylindrical wall 21 and taking into account the small thickness of this wall 21 and the free space e, the coils B1 to B4 are are found very close to the reference ring 10 and can thus have a high measurement sensitivity without being disturbed by the parasitic currents of the windings of neighboring active magnetic bearings or of a driving motor. ement of a rotating shaft, since the annular cage 20 for supporting the coils B1 to B4 is completely non-conductive.
  • a displacement detector according to the invention will now be described with reference to FIGS. 5 to 7, applied to the detection of axial displacements in a direction z'z of a rotating shaft mounted on active magnetic bearings
  • the signals delivered by such a detector radial are used to control the current control of the windings of the active magnetic bearing or bearings acting in the radial direction.
  • annular cage 40 of the axial detector of Figures 5 and 6 with its wings 42, 43 attached to a thin cylindrical wall 41 and its separating partition 44 can be quite similar to the annular cage 10 of Figures 1 to 3.
  • the central separating partition 44 may however be continuous, without there being interruptions similar to interruptions 25 of the annular cage 20. Such interruptions would not, however, be inconvenient for the axial detector, so that, for example to standardize the manufacturing, the annular cage 40 could if necessary be identical to the cage 20.
  • Annular coils B5 and B6 are arranged in radial planes perpendicular to the axis z'z, in the two housings of the annular cage 40 defined on either side of the central separating partition 44.
  • the coils B5 and B6 are connected in series between the poles E + and
  • the reference ring 30 cooperating with the coils B5 and B6 placed in the annular cage 40 can be made like the reference ring 10 in a non-magnetic material of low resistivity.
  • the reference ring 30 must have on its face facing the annular cage 40 a portion 31 of different diameter, such as a projection defining a shoulder, which extends axially over a length substantially equal to half the length thickness of an annular coil B5, B6, on either side of the central separating partition 44
  • the free space e defined between the portion 31 and the cylindrical wall 41 must not exceed a few tenths of a millimeter.
  • the difference in diameter between the projecting portion 31 and the recessed portion of the ring 30 can be of the order of a few tenths of a millimeter to a few millimeters.
  • the portion 32 of different diameter from the reference ring 30 is on the contrary constituted by a groove.
  • it is the part of normal diameter of the reference ring 30 which defines the small free space e of the order of a few tenths of a millimeter with the cylindrical wall 41 and the groove 32 may itself have a depth of the order of a few tenths of a millimeter or a few millimeters.
  • Figures 9 and 10 show a third embodiment, which corresponds to an ironless detector according to the invention which combines the detection of radial and axial movements of a rotating member.
  • FIG. 9 and 10 is particularly compact insofar as it comprises a single annular cage 60 and a single reference ring.
  • the annular cage 60 with its wings 62, 63 and its central separating partition 64 can be produced in an identical manner to the annular cage 20 of a radial detector, the separating partition 64 being interrupted in four zones 65 arranged crossed.
  • the annular cage 60 simply has dimensions a little larger than those of the annular cage 20 insofar as the wings 62, 63 and the central separating partition 64 must be able to accommodate side by side ia times the four shaped coils of tile B1 to B4 used for radial detection and the two annular coils B5 and B6 used for axial detection.
  • the coils B1 to B4 can have the same configuration as in Figures 1 to 3 and the coils B5 and B6 can have the same configuration as in Figures 5 and 6, and the electrical assemblies can be in accordance with those of Figures 4 and 7
  • the coils B5 and B6 used for axial detection must have a larger dimension than that of the coils B1 to B4 in the form of a tile.
  • the dimension along the axis zz 'of the section of an annular coil B5 or B6 used for the detection of axial displacements is preferably of the order of twice the dimension along the axis zz 'of the section of a coil B1, B2, B3 or B4 used for the detection of radial displacements.
  • the reference ring 50 must be made like the reference ring 30, with a portion 51 of different diameter constituting a projection (as in FIGS. 9 and 10) or a groove (as was illustrated previously on Figure 8).
  • the portion 51 of different diameter defining a shoulder must extend in the axial direction at least over the entire thickness of the two main parts 71, 73 of each of the coils B1 to B4.
  • the portion 51 extends in the axial direction so as to cover, on either side of the separating partition 64, half the thickness of the coils B5 and B6.
  • the tile coils B1 to B4 are placed as close as possible to the cylindrical wall 61, the annular coils B5 and B6, of larger section, being placed immediately next to the coils B1 to B4.
  • FIGS. 1 to 3 5, 6 and 8 to 10, embodiments have been described in which the reference ring 10, 30, 50 has an outside diameter smaller than that of the thin cylindrical wall 21, 41, 61 of the corresponding annular cage 20, 40, 60, which corresponds to the case of a rotating shaft of relatively small diameter, the fixed parts of the magnetic bearings and of the detectors being outside the rotating shaft.
  • the reference ring 150 has, in particular at the level of the part 151 forming a shoulder, an internal diameter which is greater than that of the thin cylindrical wall 161 of the annular cage 160, which is in all respects comparable to the annular cage 60, except for the fact that the wings 162 , 163 and the separating partition 164 have their free ends facing inwards, and not outwards, like the corresponding elements 62, 63, 64 of the annular cage 60 of FIGS. 9 and 10.
  • Such an iron-free detector is insensitive to ambient magnetic fields.
  • the detector has a strong surface integration effect and has a high quality of harmonic rejection, in particular for harmonics from the fifth.
  • the detector has as great a sensitivity as an inductive detector with sheet metal armatures and with a multiplicity of coils arranged in notches around pole pieces.
  • the detector is very cheap, the tiled coils or the annular coils being very easy to produce and the annular cage or coil support frame which can be produced by plastic molding.

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Abstract

A device including a reference ring (50) made of a low-resistivity non-magnetic material and mounted on the rotor, stator coils adjacent to the reference ring (50), and AC power supply means for the coils, is disclosed. A ring-shaped race (60) made of non-conductive material comprises a thin cylindrical wall (61) that is concentric with the reference ring (50) and defines a gap (e) therewith, first and second parallel planar flanges (62, 63) extending perpendicularly to the axis (zz') of the thin cylindrical wall (61) on the opposite side from the reference ring (50), and an intermediate partition (64) parallel to the first and second planar flanges. The stator coils (B1, B2, B5, B6) are arranged in the ring-shaped race (60) and positioned by means of the intermediate partition (64).

Description

DISPOSITIF DE DETECTION DES DEPLACEMENTS D'UN ROTOR MONTE SUR DES PAUERS MAGNETIQUES ACTIFS DEVICE FOR DETECTING THE MOVEMENTS OF A ROTOR MOUNTED ON ACTIVE MAGNETIC PAUERS
La présente invention a pour objet un dispositif de détection des déplacements d'un rotor monté sur des paliers magnétiques actifs, compre¬ nant un anneau de référence en matériau non magnétique de faible résistivité, monté sur le rotor, au moins deux bobines fixes, disposées au voisinage de l'anneau de référence, et des moyens d'alimentation des bobines en courant alternatif. Un palier magnétique actif est un dispositif électromagnétique assurant le positionnement relatif d'un ensemble tournant par rapport à une pièce fixe. Le palier magnétique actif comporte un rotor solidaire de l'ensemble tournant, le rotor du palier étant maintenu en position dans les champs magnétiques créés par des électro-aimants disposés sur la pièce fixe (stator). Le rotor du palier se trouve en équilibre sans contact mécanique avec le stator sous l'influence des forces électromagnétiques. La position du rotor est repérée au moyen de détecteurs qui délivrent en permanence des signaux représentatifs des éventuels déplacements de ce rotor par rapport à une position nominale. Les signaux délivrés par les détecteurs de position pilotent, à travers une boucle d'asservissement électronique, les courants dans les électro-aimants des paliers, de telle sorte que les forces d'attraction magnétique ramènent le rotor à sa position nominale en cas de déplacement.The present invention relates to a device for detecting the movements of a rotor mounted on active magnetic bearings, comprising a reference ring made of non-magnetic material of low resistivity, mounted on the rotor, at least two fixed coils, arranged in the vicinity of the reference ring, and means for supplying the coils with alternating current. An active magnetic bearing is an electromagnetic device ensuring the relative positioning of a rotating assembly with respect to a fixed part. The active magnetic bearing comprises a rotor secured to the rotating assembly, the bearing rotor being held in position in the magnetic fields created by electromagnets placed on the fixed part (stator). The bearing rotor is in equilibrium without mechanical contact with the stator under the influence of electromagnetic forces. The position of the rotor is identified by means of detectors which continuously deliver signals representative of the possible displacements of this rotor relative to a nominal position. The signals delivered by the position detectors control, through an electronic servo loop, the currents in the electromagnets of the bearings, so that the magnetic attraction forces bring the rotor back to its nominal position in the event of displacement .
Dans la chaîne qui constitue un palier magnétique actif, les détecteurs de position qui renseignent les circuits d'asservissement sur la position du rotor et permettent à ceux-ci de réagir pour maintenir la position désirée, constituent un maillon essentiel qui doit être fiable mais également de coût raisonnable.In the chain which constitutes an active magnetic bearing, the position detectors which inform the servo circuits on the position of the rotor and allow them to react to maintain the desired position, constitute an essential link which must be reliable but also reasonable cost.
Il a déjà été décrit de nombreux exemples de détecteurs de déplacement d'un rotor. On a ainsi déjà proposé des détecteurs de type capacitif, des détecteurs optiques, des détecteurs à courants de Foucault, des détecteurs inductifs avec bobinage et tôles magnétiques ou ferrites.Numerous examples of rotor displacement detectors have already been described. Capacitive type detectors have thus already been proposed, optical detectors, eddy current detectors, inductive detectors with coils and magnetic or ferrite sheets.
Chaque type de détecteur présente des avantages et des inconvénients, mais tous les détecteurs proposes à ce jour sont de mise en oeuvre coûteuse.Each type of detector has advantages and disadvantages, but all the detectors proposed to date are costly to implement.
Or, devant le développement important des paliers magnétiques actifs pour les applications de moyenne et grande série, il est nécessaire de pouvoir réaliser chacun des maillons de la chaîne constituant un palier magnétique actif à un coût réduit sans perte de qualité en ce qui concerne les performances et la fiabilité.However, given the significant development of active magnetic bearings for medium and large series applications, it is necessary to being able to make each of the links in the chain constituting an active magnetic bearing at a reduced cost without loss of quality as regards performance and reliability.
Parmi les détecteurs inductifs classiques actuellement utilisés, on peut citer des détecteurs constitués d'ensembles de petites bobines enroulées sur des noyaux ferromagnétiques, les bobines pouvant présenter certaines configurations particulières en vue de neutraliser les défauts géométriques du rotor.Among the conventional inductive detectors currently used, mention may be made of detectors consisting of sets of small coils wound on ferromagnetic cores, the coils being able to present certain particular configurations with a view to neutralizing the geometric defects of the rotor.
Les documents FR-A-2214890, EP-A-0 156730 et EP-A- 0 178 972 donnent des exemples de détecteurs inductifs de ce type.The documents FR-A-2214890, EP-A-0 156730 and EP-A- 0 178 972 give examples of inductive detectors of this type.
Des détecteurs inductifs tels que ceux décrits dans les publications précitées assurent une bonne réjection des défauts du rotor et possèdent une bonne qualité de détection.Inductive sensors such as those described in the aforementioned publications ensure good rejection of the defects of the rotor and have a good quality of detection.
De tels détecteurs inductifs restent cependant très sensibles à l'environnement magnétique des paliers et du moteur électrique d'entraîne¬ ment de l'ensemble tournant, d'où la nécessité d'effectuer un blindage soigné, ce qui accroît le coût. D'une manière générale, la fabrication d'une multiplicité de petites bobines, leur montage et la réalisation des inter¬ connexions se traduisent par une mise en oeuvre laborieuse qui est par là- même coûteuse.However, such inductive sensors remain very sensitive to the magnetic environment of the bearings and of the electric motor for driving the rotating assembly, hence the need for careful shielding, which increases the cost. In general, the manufacture of a multiplicity of small coils, their assembly and the making of the interconnections result in a laborious implementation which is therefore costly.
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités des détecteurs inductifs classiques et à permettre de réaliser des détecteurs à coût réduit, sans perdre les avantages de précision et de fabrication des détecteurs existants. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de détection des déplacements d'un rotor monté sur des paliers magnétiques actifs, comprenant un anneau de référence en matériau non magnétique de faible résistivité, monté sur le rotor, au moins deux bobines fixes, disposées au voisinage de l'anneau de référence, et des moyens d'alimentation des bobines en courant alternatif, caractérisé en ce qu'il comprend une cage annulaire, en matière non conductrice, qui comporte une paroi cylindrique mince concentrique à l'anneau de référence, en ménageant un espace libre avec celui-ci, des première et deuxième ailes planes parallèles s'étendant dans des plans perpendiculaires à l'axe de ladite paroi cylindrique mince, du côté opposé à l'anneau de référence et une cloison séparatrice médiane parallèle aux première et deuxième ailes planes, et en ce que lesdites au 97/37146 PC17FR97/00552The invention aims to remedy the aforementioned drawbacks of conventional inductive detectors and to allow detectors to be produced at reduced cost, without losing the advantages of precision and manufacturing of existing detectors. These aims are achieved by means of a device for detecting the movements of a rotor mounted on active magnetic bearings, comprising a reference ring made of non-magnetic material of low resistivity, mounted on the rotor, at least two fixed coils, arranged in the vicinity of the reference ring, and means for supplying the coils with alternating current, characterized in that it comprises an annular cage, made of non-conductive material, which has a thin cylindrical wall concentric with the reference ring, providing a free space therewith, first and second parallel planar wings extending in planes perpendicular to the axis of said thin cylindrical wall, on the side opposite to the reference ring and a median dividing wall parallel to the first and second planar wings, and in that said at 97/37146 PC17FR97 / 00552
moins deux bobines fixes sont disposées dans la cage annulaire en étant positionnées au moyen de ladite cloison séparatrice médiane.at least two fixed coils are arranged in the annular cage while being positioned by means of said central separating partition.
Dans une application à la détection des déplacements radiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, le dispositif selon l'invention comprend . une cage annulaire en matière non conductrice, dont ia cloison séparatrice médiane est interrompue en quatre zones réparties en croix en étant décalées de 45* par rapport à deux directions radiales de mesure ; quatre bobines en forme de tuile qui sont reparties à l'intérieur de la cage annulaire en étant disposées chacune en contact avec la paroi cylindrique mince, chaque bobine en forme de tuile comportant des première et deuxième parties principales situées de part et d'autre d'une partie non interrompue de la cloison séparatrice médiane et des première et deuxième parties secondaires de liaison a faible rayon de courbure situées dans des zones d'interruption de la cloison séparatrice médiane, les quatre bobines en forme de tuile étant montées en pont deux a deuxIn an application for detecting the radial movements of a rotor mounted on active magnetic bearings, the device according to the invention comprises. an annular cage of non-conductive material, the middle dividing partition of which is interrupted in four zones distributed in a cross, being offset by 45 * with respect to two radial measurement directions; four coils in the form of tiles which are distributed inside the annular cage being each disposed in contact with the thin cylindrical wall, each coil in the form of tiles comprising first and second main parts located on either side of 'an uninterrupted part of the middle dividing wall and the first and second connecting secondary parts with small radius of curvature located in areas of interruption of the middle dividing wall, the four tiled coils being mounted in bridge two a of them
Dans une application a la détection des déplacements axiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, le dispositif selon l'invention comprend une paire de bobines annulaires alimentées en série et disposées dans des plans parallèles à l'intérieur de la cage annulaire en matière non conductrice, de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane, l'anneau de référence comportant, sur sa surface tournée vers la cage annulaire, une portion de diamètre différent qui s'étend axialement sur une longueur sensiblement égale a la moitié de I épaisseur d'une bobine annulaire de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane Dans une application a une détection combinée a la fois des déplacements radiaux et des déplacements axiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, le dispositif selon l'invention comprend une cage annulaire en matière non conductrice, dont la cloison séparatrice médiane est interrompue en quatre zones reparties en croix en étant décalées de 45' par rapport a deux directions radiales de mesure ; quatre bobines en forme de tuile qui sont reparties à l'intérieur de la cage annulaire en étant disposées chacune en contact avec la paroi cylindrique mince, chaque bobine en forme de tuile comportant des première et deuxième parties principales situées de part et d'autre d'une partie non interrompue de la cloison séparatrice médiane et des première et deuxième parties secondaires de liaison a faible rayon de courbure situées dans des zones d'interruption de la cloison séparatrice médiane, les quatre bobines en forme de tuile étant montées en pont deux à deux ; deux bobines annulaires alimentées en série et disposées dans des plans parallèles à l'intérieur de la cage annulaire, à côté des quatre bobines en forme de tuile, et de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane, l'anneau de référence comportant sur sa face tournée vers la cage annulaire une portion de diamètre différent qui s'étend axialement sur une longueur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur d'une bobine annulaire de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane.In an application for detecting the axial displacements of a rotor mounted on active magnetic bearings, the device according to the invention comprises a pair of annular coils supplied in series and arranged in parallel planes inside the annular cage in non-conductive material, on either side of the median separating partition, the reference ring comprising, on its surface facing the annular cage, a portion of different diameter which extends axially over a length substantially equal to half of the thickness of an annular coil on either side of the median separating partition In an application with combined detection of both radial and axial displacements of a rotor mounted on active magnetic bearings, the device according to the invention comprises an annular cage made of non-conductive material, the median dividing partition of which is interrupted in four zones distributed in cross being offset by 45 'with respect to two radial measurement directions; four coils in the form of tiles which are distributed inside the annular cage being each disposed in contact with the thin cylindrical wall, each coil in the form of tiles comprising first and second main parts located on either side of '' an uninterrupted part of the middle separating partition and of the first and second secondary connecting parts with small radius of curvature located in zones of interruption of the middle separating partition, the four coils in form of tile being assembled in bridge two by two; two annular coils supplied in series and arranged in parallel planes inside the annular cage, next to the four tile-shaped coils, and on either side of the median separating partition, the reference ring comprising on its face facing the annular cage a portion of different diameter which extends axially over a length substantially equal to half the thickness of an annular coil on either side of the median separating partition.
Chacune des quatre bobines en forme de tuile comporte des branches principales dont la section présente selon l'axe zz' une dimension de l'ordre de la moitié de la dimension de la section de chacune des deux bobines annulaires selon ce même axe zz'.Each of the four tile-shaped coils has main branches, the cross section of which has along the axis zz 'a dimension of the order of half the cross section dimension of each of the two annular coils along this same axis zz'.
Selon un mode particulier de réalisation, ladite portion de diamètre différent définit un épaulement en saillie. Selon un autre mode particulier de réalisation, ladite portion de diamètre différent définit une gorge.According to a particular embodiment, said portion of different diameter defines a projecting shoulder. According to another particular embodiment, said portion of different diameter defines a groove.
Avantageusement, la cage annulaire est en matière plastique moulée.Advantageously, the annular cage is made of molded plastic.
Selon une caractéristique particulière, l'anneau de référence en matériau non magnétique de faible résistivité est en argent, aluminium ou bronze.According to a particular characteristic, the reference ring made of non-magnetic material of low resistivity is made of silver, aluminum or bronze.
De préférence, la paroi cylindrique mince de la cage annulaire présente une épaisseur du même ordre que celle de l'espace libre défini entre ladite paroi cylindrique mince et l'anneau de référence. A titre d'exemple, la paroi cylindrique mince de la cage annulaire présente une épaisseur de l'ordre de 0,4 à 0,7 mm.Preferably, the thin cylindrical wall of the annular cage has a thickness of the same order as that of the free space defined between said thin cylindrical wall and the reference ring. For example, the thin cylindrical wall of the annular cage has a thickness of the order of 0.4 to 0.7 mm.
Différents modes de mise en oeuvre de l'invention sont possibles.Different embodiments of the invention are possible.
Ainsi, selon un mode de mise en oeuvre particulier, l'anneau de référence présente un diamètre extérieur inférieur à celui de la paroi cylindrique mince de la cage annulaire.Thus, according to a particular embodiment, the reference ring has an outer diameter smaller than that of the thin cylindrical wall of the annular cage.
Selon un autre mode de mise en oeuvre particulier, l'anneau de référence présente un diamètre intérieur supérieur à celui de la paroi cylindrique mince de la cage annulaire.According to another particular embodiment, the reference ring has an internal diameter greater than that of the thin cylindrical wall of the annular cage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en coupe selon la ligne l-l de la Figure 2 d'un détecteur radial sans fer conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of particular embodiments, given by way of examples, with reference to the appended drawings, in which: - Figure 1 is a sectional view along line II of Figure 2 of an ironless radial detector according to a first embodiment of the invention;
- la Figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la Figure- Figure 2 is a sectional view along line II-II of Figure
- ia Figure 3 est une vue de côté selon la direction x'x de la Figure- ia Figure 3 is a side view in the direction x'x of Figure
- la Figure 4 représente le schéma du montage en pont des bobines du détecteur des Figures 1 à 3 ; - la Figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la Figure- Figure 4 shows the diagram of the bridge mounting of the detector coils of Figures 1 to 3; - Figure 5 is a sectional view along line V-V of Figure
6 d'un détecteur axial sans fer conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;6 of an ironless axial detector according to a second embodiment of the invention;
- la Figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la Figure 5 ; - la Figure 7 représente le schéma du montage en série des bobines du détecteur des Figures 5 et 6 ;- Figure 6 is a sectional view along line VI-VI of Figure 5; - Figure 7 shows the diagram of the series connection of the detector coils of Figures 5 and 6;
- la Figure 8 montre une variante de réalisation du détecteur des Figures 5 et 6 ;- Figure 8 shows an alternative embodiment of the detector of Figures 5 and 6;
- la Figure 9 est une vue en coupe selon la ligne IX— IX de la Figure 10 d'un détecteur axial et radial combiné sans fer conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ;- Figure 9 is a sectional view along line IX— IX of Figure 10 of a combined axial and radial detector without iron according to a third embodiment of the invention;
- la Figure 10 est une vue en coupe selon la ligne X-X de la Figure 9 ; et- Figure 10 is a sectional view along line X-X of Figure 9; and
- la Figure 11 montre une variante de réalisation du détecteur des Figures 9 et 10.- Figure 11 shows an alternative embodiment of the detector of Figures 9 and 10.
Si l'on se réfère tout d'abord aux Figures 1 à 3, on voit un premier exemple de détecteur radial conforme à l'invention, qui ne comporte aucune matière magnétique ni ferreuse, que ce soit au niveau de la partie mobile 10 de ce détecteur ou au niveau de la partie fixe 20. La partie mobile du détecteur radial comprend un anneau de référence 10 qui est destine à être monte sur la partie tournante d'une machine-outil (par exemple broche d'usinage, de rectification ou de fraisage, porte-meule,...), d'un appareillage spécialise de l'industrie légère ou de l'industrie spatiale (tube à rayons X, pompe à vide à effet turbomoléculaire, centrifugeuse, broche textile, turbopompe,...) ou encore d'une machine de l'industrie lourde (pompes, compresseurs, turbines,...) laquelle partie tournante est supportée par des paliers magnétiques actifs dont la structure ne sera pas rappelée ici, mais qui comportent des électro¬ aimants placés en regard d'un rotor solidaire de la partie tournante et dont le courant est piloté par des circuits d'asservissement à partir des informations délivrées par les détecteurs de position associés. L'anneau de référence 10 du détecteur radial des Figures 1 à 3 est en matériau non magnétique de faible résistivité et peut être par exemple en aluminium, en bronze, en argent ou en un matériau équivalent.If we refer first to Figures 1 to 3, we see a first example of a radial detector according to the invention, which does not contain any magnetic or ferrous material, either at the movable part 10 of this detector or at the level of the fixed part 20. The mobile part of the radial detector comprises a reference ring 10 which is intended to be mounted on the rotating part of a machine tool (for example a spindle for machining, grinding or milling machine, grinding wheel holder, ...), special equipment for the light industry or the space industry (X-ray tube, vacuum pump with turbomolecular effect, centrifuge, textile spindle, turbopump, ... .) or a heavy industry machine (pumps, compressors, turbines, ...) which rotating part is supported by active magnetic bearings the structure of which will not be repeated here, but which include electromagnets placed opposite a rotor secured to the rotating part and the current of which is controlled by servo circuits from information delivered by the position detectors associated. The reference ring 10 of the radial detector of Figures 1 to 3 is made of non-magnetic material of low resistivity and can be for example aluminum, bronze, silver or an equivalent material.
Le détecteur radial comporte une partie fixe disposée en regard de l'anneau de référence 10, sans contact avec celui-ci. Cette partie fixe comporte quatre bobines B1 à B4 qui sont alimentées par un montage en pont en courant alternatif fourni par une source d'alimentation 1 (Figure 4).The radial detector comprises a fixed part arranged opposite the reference ring 10, without contact with the latter. This fixed part comprises four coils B1 to B4 which are supplied by an alternating current bridge assembly supplied by a power source 1 (Figure 4).
Les bobines B1 et B2 sont disposées de façon diamétralement opposée par rapport au centre de l'anneau de référence 10, selon une direction radiale x'x. Les bobines B1 et B2 sont montées en série aux bornes de la source d'alimentation 1 et leur point commun délivre un signal Lx représentatif du déplacement de l'anneau de référence 10 selon la direction x'x.The coils B1 and B2 are arranged diametrically opposite with respect to the center of the reference ring 10, in a radial direction x'x. The coils B1 and B2 are connected in series across the power source 1 and their common point delivers a signal L x representative of the displacement of the reference ring 10 in the direction x'x.
De façon similaire, les bobines B3 et B4 sont disposées de façon diamétralement opposée par rapport au centre O de l'anneau de référence 10, selon une direction radiale y'y qui est perpendiculaire à la direction radiale x'x. Les bobines B3 et B4 sont également montées en série aux bornes de la source d'alimentation 1 et leur point commun délivré un signal Ly représentatif du déplacement de l'anneau de référence 10 selon la direction y'y. Les signaux Lx et Ly sont appliqués aux circuits d'asservissement des paliers magnétiques actifs et permettent d'ajuster les courants des bobines des électro-aimants des paliers magnétiques radiaux afin de maintenir l'ensemble tournant dans une position nominale prédéfinie, ou, le cas échéant, de provoquer sélectivement des modifications voulues de cette position nominale. Dans le montage en pont de la Figure 4, on notera que les diverses bobines B1 à B4 sont alimentées de telle manière que les signaux fournis par deux bobines d'une même paire B1 , B2, respectivement B3, B4 situées de façon diamétralement opposée pour détecter des déplacements selon une même direction x'x, respectivement y'y se retranchent algébriquement. Le courant porteur alternatif délivré par la source de tension 1 peut être par exemple de quelques dizaines de kilohertz. Avec un tel montage des bobines B1 à B4, les harmoniques paires résultant de simples variations périodiques correspondant a des irrégularités du rayon de rotation de l'anneau de référence 10, sont rigoureusement éliminées, puisque deux bobines diamétralement opposées B1 , B2 ou B3, B4, qui sont séparées par un nombre entier de longueur d'onde de sinusoïdes dites harmoniques, délivrent, pour ces harmoniques paires, des signaux identiques dont la différence est nécessairement nulleSimilarly, the coils B3 and B4 are arranged diametrically opposite with respect to the center O of the reference ring 10, in a radial direction y'y which is perpendicular to the radial direction x'x. The coils B3 and B4 are also mounted in series across the power source 1 and their common point delivered a signal Ly representative of the displacement of the reference ring 10 in the direction y'y. The signals L x and Ly are applied to the control circuits of the active magnetic bearings and make it possible to adjust the currents of the coils of the electromagnets of the radial magnetic bearings in order to maintain the rotating assembly in a predefined nominal position, or, the if necessary, to selectively cause desired modifications to this nominal position. In the bridge assembly of FIG. 4, it will be noted that the various coils B1 to B4 are supplied in such a way that the signals supplied by two coils of the same pair B1, B2, respectively B3, B4 located diametrically opposite for detecting displacements in the same direction x'x, respectively y'y are algebraically entrenched. The alternating carrier current delivered by the voltage source 1 can be, for example, a few tens of kilohertz. With such a mounting of the coils B1 to B4, the even harmonics resulting from simple variations periodicals corresponding to irregularities in the radius of rotation of the reference ring 10, are rigorously eliminated, since two diametrically opposite coils B1, B2 or B3, B4, which are separated by an integer wavelength of so-called harmonic sinusoids , deliver, for these even harmonics, identical signals whose difference is necessarily zero
Le détecteur radial des Figures 1 a 3 présente une structure particulièrement simple qui le rend facile a réaliser et mettre en oeuvre et permet une économie importante par rapport aux détecteurs inductifs classiques.The radial detector of Figures 1 to 3 has a particularly simple structure which makes it easy to make and implement and allows significant savings compared to conventional inductive detectors.
En effet, non seulement l'anneau de référence 10 ne comporte ni matériau magnétique, tel que de la ferrite, ni empilage de tôles minces en fer, mais la partie fixe du détecteur est elle aussi exempte de fer et les bobines B1 a B4 présentent une configuration simple et sont montées dans un support 20 en forme de cage annulaire qui est également très simple et peut être fabrique de façon économique, par exemple sous la forme d'une pièce moulée en matière plastique.Indeed, not only does the reference ring 10 contain neither magnetic material, such as ferrite, nor stacking of thin sheets of iron, but the fixed part of the detector is also free of iron and the coils B1 to B4 have a simple configuration and are mounted in a support 20 in the form of an annular cage which is also very simple and can be manufactured economically, for example in the form of a molded plastic part.
La cage annulaire 20 en matériau non conducteur comporte une paroi cylindrique mince 21 concentrique a l'anneau de référence 10 et qui se trouve disposée de manière a ménager un faible espace libre e entre la paroi cylindrique mince 21 et l'anneau de référence 10.The annular cage 20 of non-conductive material has a thin cylindrical wall 21 concentric with the reference ring 10 and which is arranged so as to provide a small free space e between the thin cylindrical wall 21 and the reference ring 10.
L'espace libre e peut être de l'ordre de quelques dixièmes de millimètreThe free space e can be of the order of a few tenths of a millimeter
La paroi cylindrique mince 21 présente également une épaisseur réduite, qui peut avantageusement être du même ordre de grandeur que la valeur de l'espace libre e. A titre d'exemple, la paroi cylindrique mince 21 peut présenter une épaisseur comprise entre environ 0,4 et 0,7 mm, typiquement 0,5 mm.The thin cylindrical wall 21 also has a reduced thickness, which can advantageously be of the same order of magnitude as the value of the free space e. By way of example, the thin cylindrical wall 21 can have a thickness of between approximately 0.4 and 0.7 mm, typically 0.5 mm.
La cage annulaire 20 comprend par ailleurs des ailes planes 22, 23 parallèles entre elles qui s'étendent a partir de la paroi cylindrique mince 21 dans des plans radiaux perpendiculaires a l'axe z'z de la paroi cylindrique mince, qui correspond a l'axe de référence du détecteur Les ailes planes 22, 23 en forme de couronne présentent leur extrémité libre tournée du côte oppose a l'anneau de référence 10 et définissent, en coupe selon un plan axial (Figure 2), un profil en UThe annular cage 20 also comprises plane wings 22, 23 parallel to each other which extend from the thin cylindrical wall 21 in radial planes perpendicular to the axis z'z of the thin cylindrical wall, which corresponds to the 'reference axis of the detector The flat wings 22, 23 in the form of a crown have their free end facing the side opposite the reference ring 10 and define, in section along an axial plane (Figure 2), a U-shaped profile
Une cloison séparatrice médiane 24 annulaire parallèle aux ailes planes 22, 23 s étend également dans un plan radial a partir de la paroi cylindrique mince 21 De la sorte, les ailes planes 22, 23, la cloison médiane 24 et la paroi cylindrique mince 21 définissent, en coupe selon un plan axial, un profil en E.An annular median dividing wall 24 parallel to the planar wings 22, 23 also extends in a radial plane from the wall thin cylindrical 21 In this way, the planar wings 22, 23, the central partition 24 and the thin cylindrical wall 21 define, in section along an axial plane, an E profile.
La cloison médiane 24 est interrompue en quatre zones 25 reparties en croix et décalées de 45* par rapport aux directions radiales de mesure x'x et y'y.The central partition 24 is interrupted in four zones 25 distributed in a cross and offset by 45 * with respect to the radial measurement directions x'x and y'y.
Les quatre bobines B1 a B4 en forme de tuile sont reparties a l'intérieur de la cage annulaire 60 en étant disposées chacune en contact avec la paroi cylindrique mince 21. Chaque bobine B1 à B4 en forme de tuile, telle que la bobine B2The four coils B1 to B4 in the form of a tile are distributed inside the annular cage 60, each being arranged in contact with the thin cylindrical wall 21. Each coil B1 to B4 in the form of a tile, such as the coil B2
(Figure 3), comporte des parties principales 71 , 73 situées de part et d'autre d'une partie non interrompue de la cloison separatπce médiane 24 et des parties secondaires de liaison 72, 74 a faible rayon de courbure situées dans des zones 25 d'interruption de la cloison 24. Le montage des quatre bobines B1 à B4 est ainsi extrêmement simple et leur positionnement est précis grâce au guide que constitue la cage annulaire 20 avec sa face cylindrique 21 , ses ailes extérieures 22, 23 et sa cloison séparatrice 24 interrompue dans les quatre zones 25. Dans la mesure ou les bobines B1 a B4 sont bien plaquées contre la paroi cylindrique 21 et compte tenu de la faible épaisseur de cette paroi 21 et de l'espace libre e, les bobines B1 à B4 se retrouvent très près de l'anneau de référence 10 et peuvent ainsi présenter une grande sensibilité de mesure sans être perturbées par les courants parasites des bobinages de paliers magnétiques actifs voisins ou d'un moteur d'entraînement d'un arbre tournant, dès lors que la cage annulaire 20 de support des bobines B1 à B4 est totalement non conductrice.(Figure 3), has main parts 71, 73 located on either side of an uninterrupted part of the middle separatπce partition 24 and connecting secondary parts 72, 74 with a small radius of curvature located in zones 25 of interruption of the partition 24. The assembly of the four coils B1 to B4 is thus extremely simple and their positioning is precise thanks to the guide that constitutes the annular cage 20 with its cylindrical face 21, its outer wings 22, 23 and its separating partition 24 interrupted in the four zones 25. Insofar as the coils B1 to B4 are well pressed against the cylindrical wall 21 and taking into account the small thickness of this wall 21 and the free space e, the coils B1 to B4 are are found very close to the reference ring 10 and can thus have a high measurement sensitivity without being disturbed by the parasitic currents of the windings of neighboring active magnetic bearings or of a driving motor. ement of a rotating shaft, since the annular cage 20 for supporting the coils B1 to B4 is completely non-conductive.
On décrira maintenant en référence aux Figures 5 a 7 un détecteur de déplacement selon l'invention, applique a la détection des déplacements axiaux selon une direction z'z d'un arbre tournant monte sur des paliers magnétiques actifs Les signaux délivres par un tel détecteur radial servent a commander l'asservissement du courant des bobinages du ou des paliers magnétiques actifs agissant dans le sens radial.A displacement detector according to the invention will now be described with reference to FIGS. 5 to 7, applied to the detection of axial displacements in a direction z'z of a rotating shaft mounted on active magnetic bearings The signals delivered by such a detector radial are used to control the current control of the windings of the active magnetic bearing or bearings acting in the radial direction.
On notera que la structure d'un détecteur axial tel que celui des Figures 5 et 6 est très proche de celle d'un détecteur radial tel que celui décrit en référence aux Figures 1 a 3Note that the structure of an axial detector such as that of Figures 5 and 6 is very close to that of a radial detector such as that described with reference to Figures 1 to 3
Ainsi, la cage annulaire 40 du détecteur axial des Figures 5 et 6 avec ses ailes 42, 43 rattachées a une paroi cylindrique mince 41 et sa cloison séparatrice 44, peut être tout à fait semblable a la cage annulaire 10 des Figures 1 à 3.Thus, the annular cage 40 of the axial detector of Figures 5 and 6 with its wings 42, 43 attached to a thin cylindrical wall 41 and its separating partition 44, can be quite similar to the annular cage 10 of Figures 1 to 3.
Dans le cas d'un détecteur axial, ia cloison séparatrice médiane 44 peut toutefois être continue, sans qu'il existe des interruptions analogues aux interruptions 25 de la cage annulaire 20. De telles interruptions ne seraient toutefois pas gênantes pour le détecteur axial, de sorte que, par exemple pour uniformiser les fabrications, la cage annulaire 40 pourrait le cas échéant être identique à la cage 20.In the case of an axial detector, the central separating partition 44 may however be continuous, without there being interruptions similar to interruptions 25 of the annular cage 20. Such interruptions would not, however, be inconvenient for the axial detector, so that, for example to standardize the manufacturing, the annular cage 40 could if necessary be identical to the cage 20.
Des bobines annulaires B5 et B6 sont disposées dans des plans radiaux perpendiculaires à l'axe z'z, dans les deux logements de la cage annulaire 40 définis de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane 44.Annular coils B5 and B6 are arranged in radial planes perpendicular to the axis z'z, in the two housings of the annular cage 40 defined on either side of the central separating partition 44.
Les bobines B5 et B6 sont montées en série entre les pôles E+ etThe coils B5 and B6 are connected in series between the poles E + and
E- d'une source d'alimentation analogue à la source d'alimentation 1 de laE- from a power source similar to power source 1 of the
Figure 4. Comme dans le cas du montage de la Figure 4, les bobines B5 et B6 sont connectées de telle manière que les signaux fournis par ces deux bobines se retranchent algébriquement, de façon à éliminer complètement toutes les harmoniques paires résultant non pas d'un déplacement axial réel de l'anneau de référence, mais de simples variations périodiques corres¬ pondant à des irrégularités non souhaitées de l'anneau de référence 30. Le signal Lz de détection des déplacements selon la direction zz' est prélevé au point commun de connexion des bobines B5 et B6Figure 4. As in the case of the assembly of Figure 4, the coils B5 and B6 are connected in such a way that the signals supplied by these two coils are algebraically entrenched, so as to completely eliminate all the even harmonics resulting not from an actual axial displacement of the reference ring, but simple periodic variations corresponding to unwanted irregularities of the reference ring 30. The signal Lz for detecting displacements in the direction zz 'is taken at the common point of connection of coils B5 and B6
L'anneau de référence 30 coopérant avec les bobines B5 et B6 placées dans la cage annulaire 40 peut être réalise comme l'anneau de référence 10 en un matériau non magnétique de faible resistivite. Toutefois, l'anneau de référence 30 doit comporter sur sa face tournée vers la cage annulaire 40 une portion 31 de diamètre différent, telle qu'une saillie définissant un épaulement, qui s'étend axialement sur une longueur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur d'une bobine annulaire B5, B6, de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane 44 L'espace libre e défini entre la portion 31 et la paroi cylindrique 41 ne doit pas dépasser quelques dixièmes de millimètre. La différence de diamètre entre la portion en saillie 31 et la portion en retrait de l'anneau 30 peut être de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres.The reference ring 30 cooperating with the coils B5 and B6 placed in the annular cage 40 can be made like the reference ring 10 in a non-magnetic material of low resistivity. However, the reference ring 30 must have on its face facing the annular cage 40 a portion 31 of different diameter, such as a projection defining a shoulder, which extends axially over a length substantially equal to half the length thickness of an annular coil B5, B6, on either side of the central separating partition 44 The free space e defined between the portion 31 and the cylindrical wall 41 must not exceed a few tenths of a millimeter. The difference in diameter between the projecting portion 31 and the recessed portion of the ring 30 can be of the order of a few tenths of a millimeter to a few millimeters.
Selon une variante de réalisation, illustrée sur la Figure 8, la portion 32 de diamètre différent de l'anneau de référence 30 est au contraire constituée par une gorge. Dans ce cas, c'est la partie de diamètre normal de l'anneau de référence 30 qui définit le faible espace libre e de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres avec la paroi cylindrique 41 et la gorge 32 peut elle-même présenter une profondeur de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre ou quelques millimètres.According to an alternative embodiment, illustrated in Figure 8, the portion 32 of different diameter from the reference ring 30 is on the contrary constituted by a groove. In this case, it is the part of normal diameter of the reference ring 30 which defines the small free space e of the order of a few tenths of a millimeter with the cylindrical wall 41 and the groove 32 may itself have a depth of the order of a few tenths of a millimeter or a few millimeters.
Les Figures 9 et 10 représentent un troisième mode de réalisation, qui correspond à un détecteur sans fer conforme à l'invention qui combine la détection de déplacements radiaux et axiaux d'un organe tournant.Figures 9 and 10 show a third embodiment, which corresponds to an ironless detector according to the invention which combines the detection of radial and axial movements of a rotating member.
Le mode de réalisation des Figures 9 et 10 est particulièrement compact dans la mesure où il comprend une seule cage annulaire 60 et un seul anneau de référence. Dans ce cas, la cage annulaire 60 avec ses ailes 62, 63 et sa cloison séparatrice médiane 64 peut être réalisée d'une manière identique à la cage annulaire 20 d'un détecteur radial, la cloison séparatrice 64 étant interrompue dans quatre zones 65 disposées en croix. La cage annulaire 60 présente simplement des dimensions un peu plus grandes que celles de la cage annulaire 20 dans la mesure où les ailes 62, 63 et la cloison séparatrice médiane 64 doivent pouvoir loger côte-à-côte à ia fois les quatre bobines en forme de tuile B1 à B4 servant à la détection radiale et les deux bobines annulaires B5 et B6 servant à la détection axiale.The embodiment of Figures 9 and 10 is particularly compact insofar as it comprises a single annular cage 60 and a single reference ring. In this case, the annular cage 60 with its wings 62, 63 and its central separating partition 64 can be produced in an identical manner to the annular cage 20 of a radial detector, the separating partition 64 being interrupted in four zones 65 arranged crossed. The annular cage 60 simply has dimensions a little larger than those of the annular cage 20 insofar as the wings 62, 63 and the central separating partition 64 must be able to accommodate side by side ia times the four shaped coils of tile B1 to B4 used for radial detection and the two annular coils B5 and B6 used for axial detection.
Les bobines B1 à B4 peuvent présenter la même configuration que sur les Figures 1 à 3 et les bobines B5 et B6 peuvent présenter la même configuration que sur les Figures 5 et 6, et les montages électriques peuvent être conformes à ceux des Figures 4 et 7. Toutefois, les bobines B5 et B6 servant à la détection axiales doivent présenter une dimension plus importante que celle des bobines B1 à B4 en forme de tuile. Ainsi, comme on peut le voir sur les Figures 9 et 10, la dimension selon l'axe zz' de la section d'une bobine annulaire B5 ou B6 servant à la détection de déplacements axiaux est de préférence de l'ordre du double de la dimension selon l'axe zz' de la section d'une bobine B1 , B2, B3 ou B4 servant à la détection des déplacements radiaux. Par ailleurs, l'anneau de référence 50 doit être réalisé comme l'anneau de référence 30, avec une portion 51 de diamètre différent constituant une saillie (comme sur les Figures 9 et 10) ou une gorge (comme cela a été illustré précédemment sur la Figure 8).The coils B1 to B4 can have the same configuration as in Figures 1 to 3 and the coils B5 and B6 can have the same configuration as in Figures 5 and 6, and the electrical assemblies can be in accordance with those of Figures 4 and 7 However, the coils B5 and B6 used for axial detection must have a larger dimension than that of the coils B1 to B4 in the form of a tile. Thus, as can be seen in Figures 9 and 10, the dimension along the axis zz 'of the section of an annular coil B5 or B6 used for the detection of axial displacements is preferably of the order of twice the dimension along the axis zz 'of the section of a coil B1, B2, B3 or B4 used for the detection of radial displacements. Furthermore, the reference ring 50 must be made like the reference ring 30, with a portion 51 of different diameter constituting a projection (as in FIGS. 9 and 10) or a groove (as was illustrated previously on Figure 8).
La portion 51 de diamètre différent définissant un épaulement doit s'étendre dans le sens axial au moins sur toute l'épaisseur des deux parties principales 71 , 73 de chacune des bobines B1 à B4. La portion 51 s'étend dans le sens axial de manière à couvrir, de part et d'autre de la cloison séparatrice 64, la moitié de l'épaisseur des bobines B5 et B6.The portion 51 of different diameter defining a shoulder must extend in the axial direction at least over the entire thickness of the two main parts 71, 73 of each of the coils B1 to B4. The portion 51 extends in the axial direction so as to cover, on either side of the separating partition 64, half the thickness of the coils B5 and B6.
Les bobines en tuile B1 à B4 sont placées au plus près de la paroi cylindrique 61 , les bobines annulaires B5 et B6, de plus forte section, étant placées immédiatement à côté des bobines B1 à B4.The tile coils B1 to B4 are placed as close as possible to the cylindrical wall 61, the annular coils B5 and B6, of larger section, being placed immediately next to the coils B1 to B4.
On a décrit sur les Figures 1 à 3, 5, 6 et 8 à 10 des modes de réalisation dans lesquels l'anneau de référence 10, 30, 50 présente un diamètre extérieur inférieur à celui de la paroi cylindrique mince 21 , 41 , 61 de la cage annulaire correspondante 20, 40, 60, ce qui correspond au cas d'un arbre tournant de relativement faible diamètre, les parties fixes des paliers magnétiques et des détecteurs étant à l'extérieur de l'arbre tournant.In FIGS. 1 to 3, 5, 6 and 8 to 10, embodiments have been described in which the reference ring 10, 30, 50 has an outside diameter smaller than that of the thin cylindrical wall 21, 41, 61 of the corresponding annular cage 20, 40, 60, which corresponds to the case of a rotating shaft of relatively small diameter, the fixed parts of the magnetic bearings and of the detectors being outside the rotating shaft.
L'invention s'applique aussi bien au cas d'un organe tournant constitué par exemple par un rotor creux de relativement grand diamètre, qui est supporte par des paliers magnétiques dont les parties fixes sont situées à l'intérieur du rotor creux. Dans ce cas, I lustré sur la Figure 11 dans le cadre d'un détecteur combine de déplacements radiaux et axiaux, mais qui s'applique de la même façon à des détecteurs exclusivement radiaux ou exclusivement axiaux, l'anneau de référence 150 présente, notamment au niveau de la partie 151 formant un épaulement, un diamètre intérieur qui est supérieur à celui de la paroi cylindrique mince 161 de la cage annulaire 160, qui est en tout point comparable à la cage annulaire 60, hormis le fait que les ailes 162, 163 et la cloison séparatrice 164 présentent leurs extrémités libres tournées vers l'intérieur, et non vers l'extérieur comme les éléments correspondants 62, 63, 64 de la cage annulaire 60 des Figures 9 et 10.The invention applies equally well to the case of a rotating member constituted for example by a hollow rotor of relatively large diameter, which is supported by magnetic bearings whose fixed parts are located inside the hollow rotor. In this case, I illustrated in FIG. 11 in the context of a detector which combines radial and axial displacements, but which applies in the same way to exclusively radial or exclusively axial detectors, the reference ring 150 has, in particular at the level of the part 151 forming a shoulder, an internal diameter which is greater than that of the thin cylindrical wall 161 of the annular cage 160, which is in all respects comparable to the annular cage 60, except for the fact that the wings 162 , 163 and the separating partition 164 have their free ends facing inwards, and not outwards, like the corresponding elements 62, 63, 64 of the annular cage 60 of FIGS. 9 and 10.
Les avantages d'un détecteur combiné axial et radial selon l'invention sont importants.The advantages of a combined axial and radial detector according to the invention are significant.
Ainsi, un tel détecteur sans fer est insensible aux champs magnétiques ambiants. Le détecteur présente un fort effet d'intégration de surface et possède une grande qualité de rejection d'harmoniques, en particulier pour les harmoniques à partir de la cinquième.Thus, such an iron-free detector is insensitive to ambient magnetic fields. The detector has a strong surface integration effect and has a high quality of harmonic rejection, in particular for harmonics from the fifth.
Le détecteur possède une aussi grande sensibilité qu'un détecteur inductif à armatures en tôle et avec une multiplicité de bobines disposées dans des encoches autour de pièces polaires.The detector has as great a sensitivity as an inductive detector with sheet metal armatures and with a multiplicity of coils arranged in notches around pole pieces.
Le détecteur est très bon marche, les bobines en tuile ou les bobines annulaires étant très faciles à réaliser et la cage annulaire ou armature de support des bobines pouvant être réalisée par moulage en matière plastique.The detector is very cheap, the tiled coils or the annular coils being very easy to produce and the annular cage or coil support frame which can be produced by plastic molding.
La mise en oeuvre des détecteurs selon l'invention s'effectue elle- même de façon extrêmement aisée et ne nécessite pas d'outillage spécifique. The implementation of the detectors according to the invention is itself carried out extremely easily and does not require any specific tools.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de détection des déplacements d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, comprenant un anneau de référence (10 ; 30 ; 50 , 150) en matériau non magnétique de faible resistivite, monte sur le rotor, au moins deux bobines fixes, disposées au voisinage de l'anneau de référence (10 ; 30 ; 50 ; 150), et des moyens (1) d'alimentation des bobines en courant alternatif, caractérisé en ce qu'il comprend une cage annulaire (20 ; 40 ; 60 ; 160), en matière non conductnce, qui comporte une paroi cylindrique mince (21 ; 41 ; 61 ; 161) concentrique a l'anneau de référence (10 ; 30 ; 50 ; 150), en ménageant un espace libre e avec celui-ci, des première et deuxième ailes planes (22,23 42,43 ; 62,63 ; 162,163) parallèles s'étendant dans des plans perpendiculaires à l'axe (zz1) de ladite paroi cylindrique mince (21 ; 41 ; 61 ; 161), du côte oppose a l'anneau de référence (10 ; 30 ; 50 ; 150) et une cloison séparatrice médiane (24 ; 44 ; 64 , 164) parallèle aux première et deuxième ailes planes (22,23 ; 42,43 , 62,63 , 162,163), et en ce que lesdites au moins deux bobines fixes sont disposées dans la cage annulaire (20 ; 40 ; 60 ; 160) en étant positionnées au moyen de ladite cloison séparatrice médiane (24 ; 44 ; 64 ; 164).1. Device for detecting the movements of a rotor mounted on active magnetic bearings, comprising a reference ring (10; 30; 50, 150) made of non-magnetic material of low resistivity, mounted on the rotor, at least two fixed coils , arranged in the vicinity of the reference ring (10; 30; 50; 150), and means (1) for supplying the coils with alternating current, characterized in that it comprises an annular cage (20; 40; 60; 160), made of non-conductive material, which has a thin cylindrical wall (21; 41; 61; 161) concentric with the reference ring (10; 30; 50; 150), leaving a free space e with that here, first and second plane wings (22,23 42,43; 62,63; 162,163) parallel extending in planes perpendicular to the axis (zz 1 ) of said thin cylindrical wall (21; 41; 61 ; 161), on the side opposite the reference ring (10; 30; 50; 150) and a median dividing wall (24; 44; 64, 164) paral the first and second planar wings (22,23; 42,43, 62,63, 162,163), and in that said at least two fixed coils are arranged in the annular cage (20; 40; 60; 160) while being positioned by means of said median dividing wall (24; 44 ; 64; 164).
2. Dispositif selon la revendication 1 , applique a la détection des déplacements radiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, caractérise en ce qu'il comprend une cage annulaire (20 ; 60) en matière non conductrice, dont la cloison séparatrice médiane (24 ; 64) est interrompue en quatre zones (25 , 65) reparties en croix en étant décalées de 45* par rapport à deux directions radiales de mesure xx' et yy', en ce qu'il comprend quatre bobines (B1 a B4) en forme de tuile qui sont reparties à l'intérieur de la cage annulaire (20 ; 60) en étant disposées chacune en contact avec la paroi cylindrique mince (21 ; 61), chaque bobine (B1 a B4) en forme de tuile comportant des première et deuxième parties principales (71 , 75 ) situées de part et d'autre d'une partie non interrompue de la cloison séparatrice médiane (24 ; 64) et des première et deuxième parties secondaires de liaison (72, 74) à faible rayon de courbure situées dans des zones (25 , 65) d'interruption de ia cloison separatπce médiane (24 , 64), et en ce que les quatre bobines (B1 a B4) en forme de tuile sont montées en pont deux à deux.2. Device according to claim 1, applied to the detection of the radial displacements of a rotor mounted on active magnetic bearings, characterized in that it comprises an annular cage (20; 60) of non-conductive material, including the separating partition median (24; 64) is interrupted in four zones (25, 65) distributed crosswise by being offset by 45 * with respect to two radial measurement directions xx 'and yy', in that it comprises four coils (B1 a B4) in the form of a tile which are distributed inside the annular cage (20; 60) being each arranged in contact with the thin cylindrical wall (21; 61), each coil (B1 to B4) in the form of a tile comprising first and second main parts (71, 75) located on either side of an uninterrupted part of the middle dividing wall (24; 64) and first and second secondary connecting parts (72, 74) at small radius of curvature located in zones (25, 65) of i interruption of the middle partition wall (24, 64), and in that the four coils (B1 to B4) in the form of a tile are mounted in pairs in pairs.
3. Dispositif selon la revendication 1 , applique a la détection des déplacements axiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, caractérise en ce qu'il comprend une paire de bobines annulaires3. Device according to claim 1, applied to the detection of the axial displacements of a rotor mounted on active magnetic bearings, characterized in that it comprises a pair of annular coils
(B5, B6) alimentées en série et disposées dans des plans parallèles a l'intérieur de la cage annulaire (40, 60) en matière non conductrice, de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane (44 ; 64), et en ce que l'anneau de référence (30 ; 50) comporte, sur sa surface tournée vers la cage annulaire (40 , 60), une portion (31 , 32 , 51) de diamètre différent qui s'étend axialement sur une longueur sensiblement égale a la moitié de l'épaisseur d'une bobine annulaire (B5, B6) de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane (44 ; 64).(B5, B6) supplied in series and arranged in parallel planes inside the annular cage (40, 60) of non-conductive material, on either side of the median separating partition (44; 64), and in that the reference ring (30; 50) comprises, on its surface facing the annular cage (40, 60), a portion (31, 32, 51) of different diameter which extends axially over a length substantially equal to half the thickness of an annular coil (B5, B6) on either side of the middle dividing wall (44; 64).
4. Dispositif selon la revendication 1 , applique a la détection a la fois des déplacements axiaux et des déplacements radiaux d'un rotor monte sur des paliers magnétiques actifs, caractérise en ce qu'il comprend une cage annulaire (60) en matière non conductrice, dont la cloison séparatrice médiane (64) est interrompue en quatre zones (65) reparties en croix en étant décalées de 45* par rapport à deux directions radiales de mesure xx' et yy', en ce qu'il comprend quatre bobines (B1 à B4) en forme de tuile qui sont reparties a l'intérieur de la cage annulaire (60) en étant disposées chacune en contact avec la paroi cylindrique mince (61), chaque bobine (B1 a B4) en forme de tuile comportant des première et deuxième parties principales (71 , 73) situées de part et d'autre d'une partie non interrompue de la cloison separatπce médiane (64) et des première et deuxième parties secondaires de liaison (72, 74) à faible rayon de courbure situées dans des zones (65) d'interruption de la cloison séparatrice médiane (64), les quatre bobines (B1 a B4) en forme de tuile étant montées en pont deux à deux, en ce qu'il comprend en outre deux bobines annulaires (B5, B6) alimentées en série et disposées dans des plans parallèles a l'intérieur de la cage annulaire (60), a côté des quatre bobines (B1 à B4) en forme de tuile, et de part et d'autre de la cloison séparatrice médiane (64), et en ce que l'anneau de référence (50) comporte sur sa face tournée vers la cage annulaire (60) une portion (51) de diamètre différent qui s étend axialement sur une longueur sensiblement égale a la moitié de l'épaisseur d'une bobine annulaire (B5, B6) de part et d autre de la cloison séparatrice médiane (64) .4. Device according to claim 1, applied to the detection of both axial displacements and radial displacements of a rotor mounted on active magnetic bearings, characterized in that it comprises an annular cage (60) made of non-conductive material , whose median dividing wall (64) is interrupted in four zones (65) distributed in a cross, being offset by 45 * with respect to two radial directions of measurement xx 'and yy', in that it comprises four coils (B1 to B4) in the form of a tile which are distributed inside the annular cage (60) being each arranged in contact with the thin cylindrical wall (61), each coil (B1 to B4) in the form of a tile comprising first and second main parts (71, 73) located on either side of an uninterrupted part of the median separatπce partition (64) and first and second secondary connecting parts (72, 74) with small radius of curvature in areas (65) of i nterruption of the central separating partition (64), the four coils (B1 to B4) in the form of a tile being mounted in pairs, in that it further comprises two annular coils (B5, B6) supplied in series and arranged in parallel planes inside the annular cage (60), next to the four coils (B1 to B4) in the form of a tile, and on either side of the median separating partition (64), and in what the reference ring (50) has on its face facing the annular cage (60) a portion (51) of different diameter which extends axially over a length substantially equal to half of the thickness of an annular coil (B5, B6) on either side of the central separating partition (64).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérise en ce que chacune des quatre bobines (B1 à B4) en forme de tuile comporte des branches principales (71 , 73) dont la section présente selon l'axe zz' une dimension de l'ordre de la moitié de la dimension de la section de chacune des deux bobines annulaires (B5, B6) selon ce même axe zz'.5. Device according to claim 4, characterized in that each of the four coils (B1 to B4) in the form of a tile comprises main branches (71, 73) whose section has along the axis zz 'a dimension of the order of half the dimension of the section of each of the two annular coils (B5, B6) along this same axis zz '.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 a 5, caractérise en ce que ladite portion (31 ; 51) de diamètre différent définit un épaulement en saillie6. Device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said portion (31; 51) of different diameter defines a projecting shoulder
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 a 5, caractérise en ce que ladite portion (32) de diamètre différent définit une gorge.7. Device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said portion (32) of different diameter defines a groove.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérise en ce que la cage annulaire (20 ; 40 ; 60 ; 160) est en matière plastique moulée.8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the annular cage (20; 40; 60; 160) is made of molded plastic.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, caractérise en ce que l'anneau de référence (10 ; 30; 50 ; 150) en matériau non magnétique de faible resistivité est en argent, aluminium ou bronze. 9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the reference ring (10; 30; 50; 150) made of non-magnetic material of low resistivity is silver, aluminum or bronze.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la paroi cylindrique mince (21 , 41 ; 61 ; 161) de la cage annulaire (20 ; 40 ; 60 ; 160) présente une épaisseur du même ordre que celle de l'espace libre e défini entre ladite paroi cylindrique mince (21 , 41 ; 61 ; 161) et l'anneau de référence (10 , 30; 50 , 150). 10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the thin cylindrical wall (21, 41; 61; 161) of the annular cage (20; 40; 60; 160) has a thickness of the same order as that of the free space e defined between said thin cylindrical wall (21, 41; 61; 161) and the reference ring (10, 30; 50, 150).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, caractérise en ce que la paroi cylindrique mince (21 ; 41 ; 61 , 161 ) de la cage annulaire (20 ; 40 ; 60 ; 160) présente une épaisseur de l'ordre de 0,4 à 0,7 mm.11. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the thin cylindrical wall (21; 41; 61, 161) of the annular cage (20; 40; 60; 160) has a thickness of the range from 0.4 to 0.7 mm.
12. Dispositif selon l une quelconque des revendications 1 a 11 , caractérise en ce que l'anneau de référence (10 ; 30 ; 50) présente un diamètre extérieur inférieur a celui de la paroi cylindrique mince (21 ; 41 ; 61) de la cage annulaire (20 ; 40 ; 60).12. Device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the reference ring (10; 30; 50) has an outer diameter smaller than that of the thin cylindrical wall (21; 41; 61) of the annular cage (20; 40; 60).
13. Dispositif seion l'une quelconque des revendications 1 a 11 , caractérise en ce que l'anneau de référence (150) présente un diamètre intérieur supérieur a celui de la paroi cylindrique mince (161) de la cage annulaire (160). 13. Device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the reference ring (150) has an inner diameter greater than that of the thin cylindrical wall (161) of the annular cage (160).
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