EP3922040B1 - Systeme de refroidissement de la bobine fixe d'un moteur inductif - Google Patents

Systeme de refroidissement de la bobine fixe d'un moteur inductif Download PDF

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EP3922040B1
EP3922040B1 EP20710586.7A EP20710586A EP3922040B1 EP 3922040 B1 EP3922040 B1 EP 3922040B1 EP 20710586 A EP20710586 A EP 20710586A EP 3922040 B1 EP3922040 B1 EP 3922040B1
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EP
European Patent Office
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coil
induction motor
cooling
bowl
motor according
Prior art date
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EP20710586.7A
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English (en)
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EP3922040C0 (fr
EP3922040A1 (fr
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Hector QUERRY
Guillaume Heisel
Adrien HOFFET
Jean-Luc Thuliez
Etienne Crozier
Robin ZIMMERMANN
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Oltramare Michel
Original Assignee
Oltramare Michel
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/022—Cooling arrangements
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    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
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    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
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    • H04R9/00—Transducers of moving-coil, moving-strip, or moving-wire type
    • H04R9/02—Details
    • H04R9/04—Construction, mounting, or centering of coil
    • H04R9/046—Construction

Definitions

  • the present invention relates to means for cooling the fixed coil of an inductive motor.
  • the present invention finds for example an application in the field of actuators in general, and more particularly for loudspeakers and vibrating pots used for fatigue tests. These applications are of course not limiting and other applications are possible within the framework of the present invention by using the principles described in the present application.
  • the current flowing in the coil causes it to heat up and then, by conduction and radiation, the heating of all the parts of the motor.
  • the increase in temperature causes a change in the impedance, and therefore a disturbance in the current, the latter being determined by the impedance.
  • the increase in the temperature of the membrane connected to the armature leads to a variation in its modulus of elasticity. It will therefore vibrate differently depending on its level of heating.
  • all the performances of the inductive motor vary simultaneously under the effect of temperature, making it difficult to control.
  • these elements therefore have a fundamental importance and influence on the quality of the vibration reproduction of the motor and the sound of the loudspeaker.
  • the coil In the most commonly used loudspeaker drivers, the coil, commonly called the “voicecoil,” is mobile and fixed to the membrane. This mobility creates a relative movement between the coil and the surrounding air, achieving basic natural cooling. However, it prevents any truly effective cooling.
  • some patents propose certain solutions: GB1348535A , JPH03239099A , JPS5586288A , JPS56161798A , JPS59216394A
  • these solutions have an impact on the engine's performance, as the liquids in contact with the coil slow down its movement.
  • the speaker columns containing the loudspeakers are frequently doubled, with one column operating while its twin is switched off. The operator thus switches from one column to the other when the temperature of the loudspeakers in one of the columns reaches an operating level at which the sound quality is too affected. The number of speaker columns to be transported and implemented is thus doubled, which increases the investment in sound equipment and the event organizer's bill.
  • magnets demagnetize and become unusable. They therefore have a maximum operating temperature that must be respected. Generally, the stronger a material's magnetization, the lower its operating temperature. Since current inductive motors heat up significantly, the materials used to make the magnets are not the most optimal in terms of magnetism.
  • the motor as defined in the preamble of the claims, is characterized in that it has a fixed coil positioned outside the cylinder formed by the armature, and means for cooling it.
  • the magnets of the motor are formed from a material with high energy density and low operating temperature.
  • these materials are alloys of neodymium, iron and boron Nd 2 Fe 14 B such as N48H, or N50M or other equivalent and suitable materials.
  • an outer bowl in which the coil is placed, is provided with a plurality of fins, increasing the contact surfaces with the external environment.
  • the fins can be formed directly on the bowl or added. They can be made of steel, stainless steel, aluminum or any other material having good thermal conductivity.
  • the motor may be configured to allow an air blade to exhaust hot air around the coil to cool it with cooler air from outside.
  • the motor may include openings between the magnetic air gap and the external environment, allowing a stack-generated airflow to cool the coil.
  • the motor may include a fan and several openings between the magnetic air space and the external environment, creating an air circulation around the coil and a decrease in temperature in the magnetic air space, the air coming from the outside and following the geometries of the coil by Coand effect. , increasing heat exchange.
  • the motor may include variable section openings between the external environment, the magnetic air gap and/or the fan, in order to obtain more efficient cooling of the air circulating around the coil.
  • the engine comprises a cooling fluid circuit on the outer faces of the outer bowl.
  • the circuit in which a heat transfer fluid circulates is produced around the outer bowl in order to cool it and therefore the coil.
  • the inductive loudspeaker motor 1 comprises a bowl 2 and a core 3 both made of a magnetically conductive material, preferably steel for example; a coil 4 mounted inside said bowl 2 and powered by an alternating current; one or more radially loaded magnets 5 mounted outside said core 3, so as to form with said coil 4 a magnetic air space 6; an armature 7 made of a conductive material, preferably aluminum for example, mounted in said magnetic air space 6, and connected to a loudspeaker membrane 9. Said membrane 9 is fixed to the basket 11. During operation of the loudspeaker, said coil 4 generates heat. This heat is transmitted to said magnetic air space 6 surrounding said coil 4, and to said bowl 2 in contact or near said coil 4.
  • a magnetically conductive material preferably steel for example
  • a coil 4 mounted inside said bowl 2 and powered by an alternating current
  • one or more radially loaded magnets 5 mounted outside said core 3, so as to form with said coil 4 a magnetic air space 6
  • an armature 7 made of a conductive material, preferably aluminum
  • the bowl 2 is provided with fins 2a on its outer faces.
  • the cooling fins are oriented axially relative to the cylinder.
  • the cooling fins are oriented radially relative to the cylinder. Said fins 2a make it possible to increase the heat exchange surfaces between said bowl 2 and the external environment 8. With this large exchange surface, the calories present in the form of heat in said bowl 2 are evacuated more efficiently, achieving cooling of said bowl 2, and consequently of said magnetic air space 6 and coil 4.
  • the number of fins 2a is not limited to that illustrated in the figures but may be different.
  • the fins 2a may be distributed regularly or not. They may have the same shape and/or size or not. All these parameters (and others) may be adapted according to the circumstances, the size of the bowl and/or the application.
  • a fan-type element can be added to the outside of said inductive motor 1 in order to create a radial air flow around said fins 2a to always have cold air around said fins 2a, so as to increase the thermal exchanges and improve the cooling of said bowl 2, magnetic air space 6 and coil 4.
  • the bowl 2 comprises upper conduits 2b between said external medium 8 and said magnetic air space 6, as well as lower conduits 2c between said magnetic air space 10 and said external medium 8.
  • Said conduits 2b and 2c are positioned directly in front of said coil 4, oriented in the same direction as that of the axis of said coil 4. In this way, when said coil 4 heats the air contained in said magnetic air space 6, a chimney effect occurs, the hot air of lower density rising, replaced in said magnetic air space 6 by fresh air coming from below from said external medium 8.
  • the bowl 2 comprises upper conduits 2b between the under-membrane space 10 and said magnetic air space 6, as well as lower conduits 2c between said magnetic air space 10 and said external medium 8.
  • Said conduits 2b and 2c are positioned directly opposite said coil 4, oriented in the same direction as that of the axis of said coil 4.
  • said membrane 7 vibrates, which alternately creates overpressures and depressions in said under-membrane space 10, under said membrane 7.
  • valves 11a mounted around said under-membrane space 10 can supply cold air to said under-membrane space 10.
  • a fan 12 is placed so as to generate an air flow directed in a direction substantially parallel to the axis of said bowl 2. Openings 11b allow said under-membrane space 10 to communicate with the external environment 8.
  • the fan 12 in operation sucks in hot air around said coil 4, through said lower conduits 2c, creating a depression in said magnetic air space 10. Due to this depression, fresh air coming from said external environment 8 is sucked in through said openings 11b and said upper conduits 2b to be placed around said coil 4, thus allowing it to be cooled.
  • the Coand effect finally allows this cooling to be improved, the air flow sticking to the geometries of said coil 4.
  • said upper ducts 2b and lower ducts 2c have side walls inclined relative to the direction of air flow, so as to have variable sections. This variation in section creates pressure and depression zones. The expansion of the air after the passage in said upper duct 2b thus allows cooling of the air entering said magnetic air space 10, and therefore better cooling of said coil 4.
  • said bowl 2 is surrounded by a fluid circuit 13.
  • a fluid circuit 13 circulates a heat transfer fluid, favorably pure water or a dielectric liquid type “3M Novec” specially designed for the cooling of electronic components by immersion.
  • Said heat transfer fluid makes it possible to evacuate the calories present in the form of heat in said bowl 2, achieving a cooling of said bowl 2, and consequently of said magnetic air space 6 and coil 4.
  • said fluid circuit is connected to a pumping system and to a cooling system, not shown in the Figure 3 , so as to ensure circulation of said cold heat transfer fluid in said fluid circuit 13, for better cooling of said bowl 2, magnetic air space 6 and coil 4.
  • said bowl 2 comprises a fluid circuit 15 on its inner face, in contact with said coil 4.
  • said fluid circuit 15 circulates a heat transfer fluid, favorably pure water or a dielectric liquid type “3M Novec” specially designed for cooling electronic components by immersion.
  • Said heat transfer fluid makes it possible to evacuate the calories present in the form of heat in said coil 4, achieving direct cooling thereof.
  • said fluid circuit 15 is connected to a pumping system and to a cooling system, not shown in the figure, so as to ensure circulation of said cold heat transfer fluid in said fluid circuit 15, for better cooling of said coil 4.
  • said coil 4 is made by winding an electrically conductive tube. Inside this tube circulates a heat transfer fluid, favorably pure water or a dielectric liquid type “3M Novec” specially designed for cooling electronic components by immersion. Said heat transfer fluid makes it possible to evacuate the calories present in the form of heat in said coil 4, achieving direct cooling from the inside thereof.
  • said coil 4 is connected to a pumping system and to a cooling system, not shown in the figure, so as to ensure circulation of said cold heat transfer fluid in said coil 4, for better cooling thereof.
  • said bowl 2 is provided with one or more heat pipes 18 over its entire periphery.
  • these heat pipes may be cylindrical in shape and mounted in cavities hollowed out substantially radially in said bowl 2. In this configuration, they connect the outer part of said inductive motor 1 to the inner part of said inductive motor 1, occupied by said coil 4 and by said magnetic air space 6.
  • Said heat pipes 18 allow a higher heat exchange density than the material constituting said bowl 2.
  • said heat pipes make the cooling of said coil 4 and said magnetic air space 6 more efficient, since they allow a greater number of calories to be evacuated to the outside.
  • Said cooling elements make it possible to reduce the temperature inside said inductive motor 1.
  • materials having better energy densities but lower operating temperatures can be used to constitute said magnets 5, and therefore improve the efficiency of said inductive motor 1.
  • This invention can be adapted to applications other than that of the loudspeaker, particularly in applications where it is necessary to generate large and precise vibrations over a significant period of time. This is the case for example for vibrating pots.
  • the principle of the invention is thus not limited to the modes of execution and embodiments described, but is likely to be modified within the framework of the protection sought.

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  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Description

  • La présente demande revendique la priorité de la demande antérieure Suisse N° CH 00136/19 déposée le 6 février 2019 au nom de M. Michel OLTRAMARE , le contenu de cette demande antérieure étant incorporé par référence dans son entier dans la présente demande.
    • Domaine technique
  • La présente invention concerne les moyens de refroidissement de la bobine fixe d'un moteur inductif.
  • La présente invention trouve par exemple une application dans le domaine des actionneurs de façon générale, et plus particulièrement pour les haut-parleurs et les pots vibrants utilisés pour les essais de fatigue. Ces applications ne sont bien entendu pas limitatives et d'autres applications sont possibles dans le cadre de la présente invention en faisant appel aux principes décrits dans la présente demande.
    • Technique antérieure
  • De nombreux brevets traitent de la réalisation de moteurs inductifs avec bobine fixe : US2621261A , US4965839A , US5062140A , US5742696A , US6359996B1 , US6542617B1 ou encore US2008199039A1 Ces brevets mettent en avant les propriétés magnétiques, électriques, mécaniques ou acoustiques de ce type de configuration. Néanmoins, peu de solutions sont proposées pour résoudre le problème de refroidissement de la bobine. Sur les moteurs inductifs, c'est pourtant une limite de fonctionnement majeure.
  • En effet, le courant circulant dans la bobine provoque son échauffement puis, par conduction et rayonnement, l'échauffement de toutes les pièces du moteur. L'augmentation de la température provoque une modification de l'impédance, et donc une perturbation du courant, celui-ci étant déterminé par l'impédance. Ceci a pour conséquence une variation de toutes les caractéristiques du moteur notamment le champ magnétique généré par la bobine et la force développée par l'induit mobile. Dans le cas d'un haut-parleur, l'augmentation de la température de la membrane reliée à l'induit conduit à une variation de son module d'élasticité. Celle-ci va donc vibrer différemment selon son niveau d'échauffement. Ainsi, toutes les performances du moteur inductif, varient simultanément sous l'effet de la température, rendant son contrôle difficile. Dans le cas d'une réalisation sous forme de haut-parleur, ces éléments ont donc une importance et une influence fondamentales pour la qualité de restitution vibratoire du moteur et sonore du haut-parleur.
  • Sur les moteurs de haut-parleur les plus communément utilisés, la bobine, communément appelée "voicecoil", est mobile et fixée sur la membrane. Cette mobilité créé un mouvement relatif entre la bobine et l'air qui l'entoure, réalisant un refroidissement naturel sommaire. Elle empêche cependant tout refroidissement réellement efficace. Certains brevets proposent néanmoins certaines solutions : GB1348535A , JPH03239099A , JPS5586288A , JPS56161798A , JPS59216394A . Ces solutions ont cependant une incidence sur le rendement du moteur, les liquides en contact avec la bobine freinant son déplacement.
  • Dans l'événementiel, pour pallier les inconvénients liés à l'augmentation de la température tels que décrits ci-dessus, les colonnes d'enceintes contenant les hauts parleurs sont fréquemment doublées, une colonne fonctionnant pendant que sa jumelle est arrêtée. L'opérateur bascule ainsi d'une colonne à l'autre quand la température des haut-parleurs de l'une des colonnes atteint un niveau de fonctionnement pour lequel la qualité sonore est trop affectée. Le nombre de colonnes d'enceintes à transporter et à mettre en œuvre est ainsi doublé, ce qui augmente l'investissement matériel de sonorisation, et la facture de l'organisateur de l'événement.
  • Les problèmes d'échauffement sont enfin contraignants pour le choix du matériau des aimants : au-delà d'une certaine température, les aimants se démagnétisent et deviennent inutilisables. Ils ont donc une température maximum de fonctionnement qui doit être respectée. Globalement, plus un matériau possède une aimantation forte, plus sa température de fonctionnement est basse. Les moteurs inductifs actuels chauffant fortement, les matériaux utilisés pour réaliser les aimants ne sont pas les plus optimums en termes de magnétisme.
    • Exposé de l'invention
  • L'objet de la protection demandée est défini par la revendication 1.
  • Dans un mode d'exécution, le moteur, tel que défini en préambule des revendications, est caractérisé en ce qu'il possède une bobine fixe positionnée à l'extérieur du cylindre formé par l'induit, et des moyens pour la refroidir. Ces moyens exposés ci-dessous peuvent être appliqués séparément ou combinés les uns aux autres dans différents modes d'exécution illustratifs et non-limitatifs. Dans des modes d'exécution, les aimants du moteur sont formés de matériau à haute densité énergétique et à faible température de fonctionnement. Par exemple, ces matériaux sont des alliages de neodyme, fer et bore Nd2Fe14B comme le N48H, ou le N50M ou d'autres matières équivalentes et appropriées.
  • Selon des modes de réalisation, un bol extérieur, dans lequel est placée la bobine, est muni d'une pluralité d'ailettes, augmentant les surfaces de contact avec le milieu extérieur. Les ailettes peuvent être formées directement sur le bol ou ajoutées. Elles peuvent être en acier, acier inoxidable, aluminium ou tout autre matériau ayant une bonne conductivité thermique.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur peut être configuré pour permettre à une lame d'air d'évacuer l'air chaud autour de la bobine afin de la refroidir avec de l'air plus froid venant de l'extérieur.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur peut comprendre des ouvertures entre l'espace d'air magnétique et le milieu extérieur, permettant à un flux d'air généré par effet cheminée de refroidir la bobine.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur peut comprendre un ventilateur et plusieurs ouvertures entre l'espace d'air magnétique et le milieu extérieur, créant une circulation d'air autour de la bobine et une diminution de température dans l'espace d'air magnétique, l'air venant de l'extérieur et suivant les géométries de la bobine par effet Coand
    Figure imgb0001
    , augmentant les échanges thermiques.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur peut comprendre des ouvertures à sections variables entre le milieu extérieur, l'espace d'air magnétique et/ou le ventilateur, afin d'obtenir un refroidissement plus efficace de l'air circulant autour de la bobine.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur comprend un circuit fluidique de refroidissement sur les faces extérieures du bol extérieur.
  • Selon des modes de réalisation, le circuit dans lequel circule un fluide caloporteur est réalisé autour du bol extérieur afin de refroidir celui-ci et donc la bobine.
  • Selon des modes de réalisation, un fluide caloporteur est placé directement autour de la bobine pour un refroidissement direct.
  • Selon l'invention, la bobine est constituée par l'enroulement d'un tube de faible diamètre. Un fluide caloporteur circulant à l'intérieur de ce tube permet de le refroidir.
  • Selon des modes de réalisation, des caloducs sont montés dans le bol extérieur afin d'amplifier les échanges thermiques entre la bobine chaude à l'intérieur et le milieu extérieur froid.
  • Le refroidissement efficace du moteur permet l'utilisation d'aimants permanents plus puissants, et donc d'obtenir un moteur plus efficace.
  • Selon des modes de réalisation, l'invention concerne un dispositif ou un objet comprenant au moins un moteur inductif tel que décrit dans la présente demande.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur est un haut-parleur ou un pot vibrant par exemple.
  • Selon des modes de réalisation le moteur comprend des ouvertures entre l'espace sous membrane, l'espace d'air magnétique et le milieu extérieur, permettant au flux d'air généré par la membrane oscillante de refroidir la bobine.
  • Selon des modes de réalisation, le moteur comprend une ou plusieurs valves entre le milieu extérieur et l'espace sous membrane, de façon à introduire de l'air frais venant du milieu extérieur.
  • Ces modes et d'autres modes d'exécution sont maintenant décrits en référence aux figures.
    • Description sommaire des dessins
  • La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description de plusieursmodes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1a représente une vue en coupe du moteur équipé d'ailettes axiales de refroidissement selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention
    • la figure 1b représente une vue en coupe du moteur équipé d'ailettes radiales de refroidissement selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention
    • la figure 2a représente une vue en coupe du moteur configuré pour refroidir par effet cheminéeselon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention
    • la figure 2b représente une vue en coupe du moteur configuré pour recevoir une lame d'air de refroidissement de la bobine, l'air étant créé par le mouvement de la membrane selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention
    • la figure 2c représente une vue en coupe du moteur configuré pour recevoir une lame d'air de refroidissement de la bobine, l'air étant créé par le mouvement de la membrane, et une valve permettant d'introduire de l'air froid venant de l'extérieur selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention,
    • la figure 2d représente une vue en coupe du moteur configuré pour recevoir une lame d'air de refroidissement de la bobine, sous l'aspiration d'un ventilateur selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention,
    • la figure 3 représente une vue en coupe du moteur équipé d'un refroidissement extérieur par fluide caloporteur selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention,
    • la figure 4 représente une vue en coupe du moteur équipé d'un refroidissement par fluide caloporteur, directement en contact avec la bobine selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention,
    • les figures 5a et 5b représentent une vue en coupe du moteur équipé d'une bobine à l'intérieur de laquelle circule un fluide caloporteur selon un mode d'exécution de l'invention,
    • la figure 6 représente une vue en coupe du moteur équipé de caloducs de refroidissement selon un mode d'exécution qui ne fait pas partie de l'invention.
    Description détaillée de l'invention et de modes d'exécution
  • En référence aux modes d'exécution illustrés dans les figures, le moteur inductif 1 de haut-parleur comprend un bol 2 et un noyau 3 tous deux constitués d'un matériau magnétiquement conducteur, de préférence de l'acier par exemple; d'une bobine 4 montée à l'intérieur dudit bol 2 et alimentée par un courant alternatif ; d'un ou plusieurs aimants 5 chargés radialement et montés à l'extérieur dudit noyau 3, de manière à former avec ladite bobine 4 un espace d'air magnétique 6 ; d'un induit 7 constitué d'un matériau conducteur, de préférence de l'aluminium par exemple, monté dans ledit espace d'air magnétique 6, et relié à une membrane 9 de haut-parleur. Ladite membrane 9 est fixée au panier 11. Lors du fonctionnement du haut-parleur, ladite bobine 4 génère de la chaleur. Cette chaleur est transmise au dit espace d'air magnétique 6 entourant ladite bobine 4, et audit bol 2 en contact ou à proximité de ladite bobine 4.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans les figures 1a et 1b, le bol 2 est muni d'ailettes 2a sur ses faces extérieures. Sur la figure 1a, les ailettes de refroidissement sont orientées de façon axiale par rapport au cylindre. Sur la figure 1b, les ailettes de refroidissement sont orientées de façon radiale par rapport au cylindre. Lesdites ailettes 2a permettent d'augmenter les surfaces d'échange thermique entre ledit bol 2 et le milieu extérieur 8. Avec cette importante surface d'échange, les calories présentes sous forme de chaleur dans ledit bol 2 sont évacuées de façon plus efficace, réalisant un refroidissement dudit bol 2, et par conséquent desdits espace d'air magnétique 6 et bobine 4. Le nombre d'ailettes 2a n'est pas limité à celui illustré dans les figures mais peut être différent. Les ailettes 2a peuvent être réparties de façon régulière ou non. Elles peuvent avoir la même forme et/ou taille ou non. Tous ces paramètres (et d'autres encore) peuvent être adaptés en fonction des circonstances, de la taille du bol et/ou de l'application.
  • De manière favorable un élément de type ventilateur, non représenté sur les figures 1a et 1b, peut être ajouté à l'extérieur dudit moteur inductif 1 afin de créer un flux d'air radial autour desdites ailettes 2a pour avoir toujours de l'air froid autour desdites ailettes 2a, de façon à augmenter les échanges thermiques et améliorer le refroidissement desdits bol 2, espace d'air magnétique 6 et bobine 4.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans la figure 2a, le bol 2 comprend des conduits supérieurs 2b entre ledit milieu extérieur 8 et ledit espace d'air magnétique 6, ainsi que des conduits inférieurs 2c entre ledit espace d'air magnétique 10 et ledit milieu extérieur 8. Lesdits conduits 2b et 2c sont positionnés directement en face de ladite bobine 4, orientés dans la même direction que celle de l'axe de ladite bobine 4. De cette façon, lorsque ladite bobine 4 chauffe l'air contenu dans ledit espace d'air magnétique 6, un effet cheminée se produit, l'air chaud de plus faible densité montant, remplacé dans ledit espace d'air magnétique 6 par de l'air frais venant du bas depuis ledit milieu extérieur 8.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans les figures 2b et 2c, le bol 2 comprend des conduits supérieurs 2b entre l'espace sous membrane 10 et ledit espace d'air magnétique 6, ainsi que des conduits inférieurs 2c entre ledit espace d'air magnétique 10 et ledit milieu extérieur 8. Lesdits conduits 2b et 2c sont positionnés directement en face de ladite bobine 4, orientés dans la même direction que celle de l'axe de ladite bobine 4. Sur la figure 2a, lorsque le haut-parleur est en fonctionnement, ladite membrane 7 vibre, ce qui crée alternativement des surpressions et des dépressions dans ledit espace sous membrane 10, sous ladite membrane 7. Ces pressions et dépressions créent un mouvement d'air axial passant au travers desdits conduits supérieures 2b et inférieurs 2c, chassant ainsi l'air chaud présent autour de ladite bobine 4 pour le remplacer par un air plus froid venant dudit espace sous membrane 10 ou dudit milieu extérieur 8. Selon la figure 2c, des valves 11a montées autour dudit espace sous membrane 10 peuvent permettre d'alimenter en air froid ledit espace sous membrane 10.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans la figure 2d, un ventilateur 12 est placé de façon à générer un flux d'air dirigé selon une direction sensiblement parallèle à l'axe dudit bol 2. Des ouvertures 11b permettent de faire communiquer ledit espace sous membrane 10 avec le milieu extérieur 8. Le ventilateur 12 en fonctionnement aspire l'air chaud autour de ladite bobine 4, au travers desdits conduits inférieurs 2c, créant une dépression dans ledit espace d'air magnétique 10. Du fait de cette dépression, de l'air frais venant dudit milieu extérieur 8 est aspiré au travers desdites ouvertures 11b et desdits conduits supérieurs 2b pour se placer autour de ladite bobine 4, permettant ainsi de la refroidir. L'effet Coand
    Figure imgb0001
    permet enfin d'améliorer ce refroidissement, le flux d'air collant aux géométries de ladite bobine 4. De façon avantageuse mais non exclusive, lesdits conduits supérieurs 2b et conduits inférieurs 2c possèdent des parois latérales inclinées par rapport à la direction d'écoulement de l'air, de façon à avoir des sections variables. Cette variation de section crée des zones de pression et de dépression. La détente de l'air après le passage dans ledit conduit supérieur 2b permet ainsi un refroidissement de l'air entrant dans ledit espace d'air magnétique 10, et donc un meilleur refroidissement de ladite bobine 4.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans la figure 3, ledit bol 2 est entouré d'un circuit fluidique 13. Dans ledit circuit fluidique 13 circule un fluide caloporteur, favorablement de l'eau pure ou un liquide diélectrique type « 3M Novec » spécialement conçus pour le refroidissement de composants électroniques par immersion. Ledit fluide caloporteur permet d'évacuer les calories présentes sous forme de chaleur dans ledit bol 2, réalisant un refroidissement dudit bol 2, et par conséquent desdits espace d'air magnétique 6 et bobine 4. De façon favorable, ledit circuit fluidique est relié à un système de pompage et à un système de refroidissement, non représentés sur la figure 3, de façon à assurer une circulation dudit fluide caloporteur froid dans ledit circuit fluidique 13, pour un meilleur refroidissement desdits bol 2, espace d'air magnétique 6 et bobine 4.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans la figure 4, ledit bol 2 comporte un circuit fluidique 15 sur sa face intérieure, en contact avec ladite bobine 4. Dans ledit circuit fluidique 15 circule un fluide caloporteur, favorablement de l'eau pure ou un liquide diélectrique type « 3M Novec » spécialement conçus pour le refroidissement de composants électroniques par immersion. Ledit fluide caloporteur permet d'évacuer les calories présentes sous forme de chaleur dans ladite bobine 4, réalisant un refroidissement direct de celle-ci. De façon favorable, ledit circuit fluidique 15 est relié à un système de pompage et à un système de refroidissement, non représentés sur la figure, de façon à assurer une circulation dudit fluide caloporteur froid dans ledit circuit fluidique 15, pour un meilleur refroidissement de ladite bobine 4.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans les figures 5a et 5b, ladite bobine 4 est réalisée par l'enroulement d'un tube conducteur électriquement. A l'intérieur de ce tube circule un fluide caloporteur, favorablement de l'eau pure ou un liquide diélectrique type « 3M Novec » spécialement conçus pour le refroidissement de composants électroniques par immersion. Ledit fluide caloporteur permet d'évacuer les calories présentes sous forme de chaleur dans ladite bobine 4, réalisant un refroidissement direct depuis l'intérieur de celle-ci. De façon favorable, ladite bobine 4 est reliée à un système de pompage et à un système de refroidissement, non représentés sur la figure, de façon à assurer une circulation dudit fluide caloporteur froid dans ladite bobine 4, pour un meilleur refroidissement de celle-ci.
  • En référence au mode d'exécution illustré dans la figure 6, ledit bol 2 est muni d'un ou plusieurs caloducs 18 sur toute sa périphérie. De façon non limitative, ces caloducs peuvent être de forme cylindrique et montés dans des cavités creusées de façon sensiblement radiale dans ledit bol 2. Dans cette configuration, ils relient la partie extérieure dudit moteur inductif 1, à la partie intérieure dudit moteur inductif 1, occupé par ladite bobine 4 et par ledit espace d'air magnétique 6. Lesdits caloducs 18 permettent une densité d'échange de calories plus importante que le matériau constituant ledit bol 2. Dans le cas d'un refroidissement à air tel que représenté en figure 1, ou d'un refroidissement fluidique tel que représenté en figure 3, lesdits caloducs rendent le refroidissement de ladite bobine 4 et dudit espace d'air magnétique 6 plus efficace, puisqu'ils permettent d'évacuer un plus grand nombre de calories vers l'extérieur.
  • Lesdits éléments de refroidissement permettentde diminuer la température à l'intérieur dudit moteur inductif 1. Ainsi, des matériaux possédant de meilleures densités énergétiques mais des températures de fonctionnement plus faibles peuvent être utilisés pour constituer lesdits aimants 5, et donc améliorer l'efficacité dudit moteur inductif 1.
  • Cette invention peut être adaptée à des applications autres que celle du haut-parleur, particulièrement dans les applications où l'on doit générer des vibrations importantes et précises sur une période de temps importante. C'est le cas par exemple pour les pots vibrants. Le principe de l'invention n'est ainsi pas limité aux modes d'exécution et formes de réalisation décrits, mais est susceptible d'être modifié dans le cadre de la protection recherchée.
  • Les modes d'exécution décrits le sont à titre d'exemples illustratifs et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Les modes d'exécution peuvent également être combinés entre eux en fonction des circonstances, ou des moyens utilisés dans un mode peuvent être utilisés dans un autre mode.

Claims (12)

  1. Moteur inductif comprenant au moins un aimant (5), un induit mobile (7), un bol (2) avec une bobine fixe (4) à l'extérieur de l' induit mobile (7), comprenant des moyens de refroidissement de la bobine fixe, placés à l'extérieur de l'induit caractérisé en ce que la bobine est réalisée au moyen d'un enroulement d'un tube conducteur électriquement et creux à l'intérieur duquel circule un fluide caloporteur de refroidissement.
  2. Moteur inductif selon la revendication 1, ayant des aimants (5) comprenant un matériau à haute densité énergétique et à faible température de fonctionnement.
  3. Moteur inductif selon l'une des revendications 1 ou 2, comprenant des ailettes de refroidissement (2a) présentes sur un pourtour extérieur du bol (2).
  4. Moteur inductif selon l'une des revendications précédentes, comprenant des ouvertures (2b,2c) entre un espace d'air magnétique (6) et un milieu extérieur (8), permettant à un flux d'air généré par effet cheminée de refroidir la bobine.
  5. Moteur inductif selon la revendication précédente, comprenant un ventilateur (12) créant une circulation d'air autour de la bobine et une diminution de température dans l'espace d'air magnétique, l'air venant de l'extérieur et suivant les géométries de la bobine par effet Coand
    Figure imgb0003
    , augmentant les échanges thermiques.
  6. Moteur inductif selon la revendication 5, comprenant des ouvertures (11b) à sections variables entre le milieu extérieur, l'espace d'air magnétique et/ou le ventilateur, afin d'obtenir un refroidissement plus efficace de l'air circulant autour de la bobine.
  7. Moteur inductif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un circuit fluidique (15) de refroidissement sur des faces extérieures du bol (2).
  8. Moteur inductif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un circuit fluidique de refroidissement sur des faces intérieures du bol (2), en contact avec la bobine.
  9. Moteur inductif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un ou plusieurs caloducs (18) positionnés de façon sensiblement radiale dans le bol (2).
  10. Dispositif comprenant au moins un moteur inductif selon l'une des revendications précédentes.
  11. Dispositif selon la revendication précédente, ledit dispositif étant un haut-parleur ou un pot vibrant.
  12. Haut-parleur selon la revendication 11, comprenant une ou plusieurs valves (11a) entre le milieu extérieur et l'espace sous membrane de façon à introduire de l'air frais venant du milieu extérieur.
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