FR2707050A1

FR2707050A1 - Linear motor for providing relative movement between an inductor and a rotor

Info

Publication number: FR2707050A1
Application number: FR9307709A
Authority: FR
Original assignee: CELDUC GROUPE
Current assignee: CELDUC GROUPE
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1994-12-30
Also published as: FR2707050B1

Abstract

The inductor (9) of the linear motor and the rotor (1), as observed in cross-section, have, in the first case, a rectangular shape defining three active faces and one inactive face, and, in the second case, a U shape defining three active faces and suitable for accommodating the inductor so that the respective active faces of the inductor and of the rotor interact with each other.

Description

Moteur linéaire pour assurer un déplacement relatif entre un inducteur et un induit.Linear motor to ensure relative displacement between an inductor and an armature.

L'invention concerne un moteur linéaire destiné à assurer un déplacement relatif entre un inducteur et un induit. The invention relates to a linear motor intended to ensure a relative displacement between an inductor and an armature.

Le problème que vise à résoudre l'invention est de proposer un moteur linéaire, dans lequel l'inducteur et l'induit ont une configuration mutuelle telle que les pertes magnétiques sont réduites au minimum, et qu'ils s'intègrent aisément dans une structure générale quelconque. The problem which the invention aims to solve is to propose a linear motor, in which the inductor and the armature have a mutual configuration such that the magnetic losses are reduced to a minimum, and that they integrate easily into a structure. any general.

Selon l'invention, ledit inducteur et ledit induit présentent, tel qutobservés en section transversale, le premier une forme polygonale fermée définissant plusieurs faces actives et le second une forme polygonale ouverte définissant autant de faces actives et adaptée pour loger 1 t inducteur de façon que les faces actives respectives de l'inducteur et de induit coopèrent entre elles deux à deux. According to the invention, said inductor and said armature have, as observed in cross section, the first a closed polygonal shape defining several active faces and the second an open polygonal shape defining as many active faces and adapted to accommodate 1 t inductor so that the respective active faces of the inductor and of the armature cooperate with each other two by two.

D' autres détails et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue du dessus, partielle, du moteur linéaire
la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne Il-Il de la figure 1.Other details and advantages of the invention will appear during the following description of a preferred but non-limiting embodiment, with reference to the appended drawings in which
Figure 1 is a partial top view of the linear motor
Figure 2 is a sectional view along the line II-II in Figure 1.

Le moteur linéaire représenté sur les figures I et 2 est constitué principalement d'un profilé 1 ayant une section transversale en forme générale de U présentant une base 2 et deux ailes 3, 4 prolongeant celle-ci le long de deux côtés opposés. Les ailes 3, 4 s'étendent, dans cet exemple, sur une largeur un peu supérieure à celle de la base 2. Le profilé 1, en forme de U porte deux paires de rebords 5 faisant saillie vers l'extérieur sur ses deux ailes 3 et 4 respectivement, un rebord 5 étant situé le long d'un bord libre de l'aile 3, 4 et l'autre entre l'aile 3, 4 et la base 2. Ces rebords sont évidés de façon connue en soi pour permettre un assemblage entre différentes portions de profilés qui pourraient être disposés bout à bout, au moyen de tiges d'assemblage non représentées. Chaque profilé 1 en forme de U est réalisé en un matériau conducteur de l'électricité, notamment en aluminium. The linear motor shown in Figures I and 2 consists mainly of a profile 1 having a cross section in the general shape of U having a base 2 and two wings 3, 4 extending the latter along two opposite sides. The wings 3, 4 extend, in this example, over a width slightly greater than that of the base 2. The profile 1, in the shape of a U carries two pairs of flanges 5 projecting outwards on its two wings 3 and 4 respectively, a flange 5 being located along a free edge of the wing 3, 4 and the other between the wing 3, 4 and the base 2. These flanges are hollowed out in a manner known per se for allow assembly between different portions of profiles which could be arranged end to end, by means of assembly rods not shown. Each U-shaped profile 1 is made of an electrically conductive material, in particular aluminum.

Le profilé 1 en forme de U est recouvert extérieurement de trois plaquettes longitudinales 6, 7, 8, s'étendant respectivement contre la base 2 et les deux ailes 3, 4 du profilé en recouvrant sensiblement toute la surface de celles-ci située entre les rebords 5. Ces plaquettes sont réalisées en un matériau ferromagnétique tel que l'acier. The U-shaped profile 1 is covered externally with three longitudinal plates 6, 7, 8, extending respectively against the base 2 and the two wings 3, 4 of the profile, covering substantially the entire surface of these located between the ledges 5. These plates are made of a ferromagnetic material such as steel.

Elles sont fixées sur le profilé 1 de façon à autoriser une dilatation différentielle entre les deux matériaux : on pourra notamment employer le collage ou des moyens de butée agencés pour maintenir avec jeu les plaquettes en contact avec le profilé.They are fixed to the section 1 so as to allow differential expansion between the two materials: it is possible in particular to use bonding or stop means arranged to keep the plates in contact with the section.

L'inducteur 9 du moteur linéaire comprend un noyau magnétique allongé 10, de section transversale rectangulaire et constitué de plusieurs bandes superposées en un matériau ferromagnétique tel que l'acier, bandes qui sont isolées électriquement les unes des autres. Sur le noyau 10, sont montés une vingtaine de pôles magnétiques 11, chacun étant constitué d'une couronne de section transversale carrée et de faible épaisseur, en acier. Chaque pôle 11 entoure le noyau 10. Chaque pôle 11 a des dimensions telles qu'il est reçu dans le profilé 1 en forme de U en ménageant un entrefer 12 de faible épaisseur le long de la base 2 et des ailes 3, 4 de ce profilé. The inductor 9 of the linear motor comprises an elongated magnetic core 10, of rectangular cross section and consisting of several superimposed strips of a ferromagnetic material such as steel, strips which are electrically isolated from each other. On the core 10, are mounted about twenty magnetic poles 11, each consisting of a crown of square cross section and thin, made of steel. Each pole 11 surrounds the core 10. Each pole 11 has dimensions such that it is received in the U-shaped profile 1 by providing a thin air gap 12 along the base 2 and the wings 3, 4 of this streamlined.

Entre deux pôles quelconques 11 de l'inducteur, est disposée une bobine de fil conducteur 13, enroulée autour du noyau 10 selon une pluralité de spires. Les bobines sont regroupées en une pluralité de lots de trois bobines juxtaposées le long du noyau 10, les bobines de chaque lot correspondant respectivement aux trois phases du réseau électrique. Between any two poles 11 of the inductor, is disposed a coil of conductive wire 13, wound around the core 10 according to a plurality of turns. The coils are grouped into a plurality of batches of three coils juxtaposed along the core 10, the coils of each batch respectively corresponding to the three phases of the electrical network.

De façon connue en soi, un réflecteur magnétique 14 équipe l'inducteur et est constitué d'une plaquette plus épaisse que les plaquettes 6, 7, 8 équipant le profilé 1 en forme de U, réflecteur qui s'étend sur sensiblement toute la longueur de l'inducteur et prend appui sur une face de celui-ci. Le réflecteur porte deux rebords perpendiculaires 15, tournés vers l'autre inducteur et affleurant le bord libre des ailes 3, 4 du profilé 1 en forme de U. I1 est réalisé en un matériau bon conducteur de l'électricité tel que l'aluminium et permet de limiter les pertes magnétiques. In a manner known per se, a magnetic reflector 14 equips the inductor and consists of a thicker plate than the plates 6, 7, 8 fitted to the U-shaped profile 1, reflector which extends over substantially the entire length of the inductor and rests on one side of it. The reflector carries two perpendicular edges 15, turned towards the other inductor and flush with the free edge of the wings 3, 4 of the U-shaped profile 1. I1 is made of a material which is a good conductor of electricity such as aluminum and limits magnetic losses.

Les bobines 13 sont reliées entre elles en série au moyen de conducteurs de liaison 16 traversant le réflecteur.The coils 13 are connected together in series by means of connecting conductors 16 passing through the reflector.

Le profilé 1 constitue, vis-à-vis de l'inducteur 9, l'induit du moteur linéaire. Le profilé 1 en forme de U assure, de par sa caractéristique conductrice, la circulation des courants induits engendrés par les champs magnétiques variables issus de l'inducteur, tandis que les plaquettes 6 à 8 assurent, de par leur caractéristique magnétique, la fermeture des champs magnétiques. La hauteur de la couche ferromagnétique dans la région du rebord 5 du profilé 1 en forme de U n'est pas critique. Elle peut être limitée sans provoquer de pertes de poussée significative. The profile 1 constitutes, with respect to the inductor 9, the armature of the linear motor. The U-shaped profile 1 ensures, by its conductive characteristic, the circulation of the induced currents generated by the variable magnetic fields coming from the inductor, while the plates 6 to 8 ensure, by their magnetic characteristic, the closing of the magnetic fields. The height of the ferromagnetic layer in the region of the rim 5 of the U-shaped profile 1 is not critical. It can be limited without causing significant thrust losses.

On note par ailleurs que les divers champs magnétiques se referment tous selon des lignes de forces parallèles à l'axe du moteur. Il est possible de pratiquer des coupures longitudinales dans le circuit magnétique extérieur. It should also be noted that the various magnetic fields all close along lines of force parallel to the axis of the motor. It is possible to make longitudinal cuts in the external magnetic circuit.

A l'inverse, la partie conductrice est parcourue par des courants induits transversaux et longitudinaux. Les trois faces de la partie conductrice ne doivent donc pas comporter de coupure. Conversely, the conductive part is traversed by transverse and longitudinal induced currents. The three faces of the conductive part must therefore not have any cuts.

Ce sont des constatations qui ont permis de concevoir l'induit sous une forme simple à fabriquer, à savoir : un profilé conducteur en U sur lequel sont rapportées des plaquettes ferromagnétiques plutôt que sous la forme d'un profilé en U bicouche comprenant une couche conductrice et une ferromagnétique. These are the observations which have made it possible to design the armature in a form that is simple to manufacture, namely: a conductive U-shaped profile on which ferromagnetic plates are attached rather than in the form of a two-layer U-shaped profile comprising a conductive layer and a ferromagnetic.

Les trois faces de l'inducteur 9 coopérant avec l'induit 1 sont directement actives tandis que la face portant le réflecteur est active par l'intermédiaire des courants induits dans le réflecteur et renvoyant le champ magnétique sur les parois latérales. The three faces of the inductor 9 cooperating with the armature 1 are directly active while the face carrying the reflector is active by means of the currents induced in the reflector and returning the magnetic field to the side walls.

Claims

1. Linear motor for ensuring relative displacement between an inductor and an armature characterized in that said inductor (9) and said armature (1) have, as observed in cross section, the first a closed polygonal shape defining several active faces , and the second an open polygonal shape defining as many active faces and adapted to accommodate the inductor so that the respective active faces of the inductor and the armature cooperate with each other in pairs, the active faces of the armature being constituted by as many longitudinal plates (6, 7, 8), the plates being made of a ferromagnetic material.

2. Device according to claim 1, wherein the plates are constituted by the faces of a profile (1) and have said open polygonal shape.