WO2018087436A1 - Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages - Google Patents

Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages Download PDF

Info

Publication number
WO2018087436A1
WO2018087436A1 PCT/FR2017/000211 FR2017000211W WO2018087436A1 WO 2018087436 A1 WO2018087436 A1 WO 2018087436A1 FR 2017000211 W FR2017000211 W FR 2017000211W WO 2018087436 A1 WO2018087436 A1 WO 2018087436A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
series
windings
electromagnetic actuator
auxiliary
rotor
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/000211
Other languages
English (en)
Inventor
Romain RAVAUD
Vasile MIHAILA
Original Assignee
Whylot Sas
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Whylot Sas filed Critical Whylot Sas
Publication of WO2018087436A1 publication Critical patent/WO2018087436A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/04—Machines with one rotor and two stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/15—Sectional machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/06—Machines characterised by the presence of fail safe, back up, redundant or other similar emergency arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans

Definitions

  • the present invention relates to an axial flow electromagnetic actuator, at least one air gap, direct drive and angular operating range.
  • the actuator comprises at least one stator and at least one rotor.
  • the stator or stators comprise a first series of windings and the rotor or rotors are pivotable relative to the stator (s) and carry permanent magnets.
  • Such an electromagnetic actuator can serve as a control lever for both an industrial purpose for a recreational purpose part of such a game console for example.
  • Redundancy is one of the solutions envisaged for the compensation of any failure in the operation of a system thus providing a protection of the operation of the system described as "fault tolerance".
  • the principle of redundancy lies in the duplication or multiplication of certain components, components, functions, subsystems, or even the system itself, in order to ensure a given mission in the presence of failures.
  • each winding element or a group of winding elements is respectively specific to the element or the group and that the support means of each winding element does not contain of iron.
  • the electromagnetic actuator described in this document is a radial flow electromagnetic actuator.
  • the iron may be constituted by the winding support means or a central iron core for channeling the magnetic field passing through the winding element is, d on the one hand, to lighten the weight of the electromagnetic actuators.
  • This relaxation torque also called cogging torque in English, is due to the magnetic interaction between the permanent magnets of the element or elements with permanent magnets, forming for example the rotor or rotors, and the iron present in the winding elements, forming for example the stator or stators, the iron being frequently used for producing the notches of the winding support means. This torque is undesirable for the proper functioning of each electromagnetic actuator.
  • iron losses can be of two types.
  • the first type concerns hysteresis losses due to the permanent magnetization of the magnetic path.
  • the second type relates to eddy current losses produced by the rotating magnetic field. These losses lead to a heating of the entire electromagnetic actuator as well as to torque losses due to a lower current available for the operation of the actuator, especially at high operating speeds.
  • 2015/004341 is a radial flow actuator. Such an actuator, however, does not meet the major constraints of reducing the mass and the size of the motor for optimum performance of the electromagnetic actuator.
  • Such an electromagnetic actuator is required to have variable output powers. This leads to over-sizing of the series of windings as well as sets of permanent magnets.
  • the problem underlying the present invention is to design an electromagnetic actuator with at least one air gap, direct drive and operating angular range, which can have, on the one hand, a large power modulation delivered by the actuator by variation of torque and, secondly, provide redundancy of the stator winding elements, the expansion torque resulting from the presence of iron in the actuator to be compensated.
  • the present invention relates to an electromagnetic actuator with at least one air gap, with direct drive and with an angular operating range, this actuator comprising at least one stator and at least one rotor, said at least one stator comprising a first series of windings and said at least one rotor pivoting relative to said at least one stator and carrying permanent magnets, characterized in that the actuator is axial flow and comprises on said at least one stator at least one auxiliary series of windings , the first series of windings and said at least one auxiliary series of windings each forming a circular arc, the circular arcs of the first series and of said at least one auxiliary series of windings being concentric, the rotor having a pivot axis relative to said at least one stator disposed at a lower portion of the rotor and at least two sets of permanent magnets, the pivot axis t by the common center of the arcs of the first series and of said at least one auxiliary series of coils, said at least two sets of permanent magnets,
  • the technical effect obtained by the present invention is to have one or more auxiliary series of windings on the or one of the stators of the electromagnetic actuator.
  • This auxiliary series of windings can be electrically powered permanently or not. When there are several auxiliary series, these auxiliary series can be powered independently of each other.
  • auxiliary series or series may for example be possible to electrically supply the auxiliary series or series to increase the torque supplied by the actuator, in which case there is no replacement of the first series of windings by the auxiliary series or series.
  • the present invention uses only an axial flow actuator and therefore a bulk less than several actuators with their respective carcass taking up space.
  • the present invention allows modulation of the power and distribution of the workload on different parts of the same actuator.
  • the present invention makes it possible to use at least one actuator but with several series of windings on one same stator. There are therefore more possibilities of modulating the torque provided by the actuator than those proposed by the state of the art.
  • the Applicant has found that the shifting of the teeth of the first series of windings with respect to the teeth of the said at least one auxiliary series of windings made it possible to reduce the relaxing couple and thus enjoy the benefits of the presence of iron without suffering its disadvantages.
  • the actuator is supplied with polyphase current, each winding of the first series of windings having winding groups fed respectively by a phase of the current, each winding being mounted on a tooth or on several teeth respectively without overlap or with overlap between the coils fed by a respective different phase.
  • the actuator comprises a control unit comprising means for detecting a fault on the first series of coils or on said at least one stator, a redundancy action being provided either by:
  • control unit controlling means for closing a switch for energizing said at least one second group of windings, the switch electrically supplying said at least one second group and means for opening the switch when the first group is powered.
  • redundancy Two types of redundancy can be proposed by the present invention, a redundancy made by windings incorporated in the first series of windings and a redundancy performed by the auxiliary series or series of windings. These redundancies can be done alternatively or in combination.
  • the redundancy is performed by said at least one auxiliary series of coils and at least a second group of the first series of coils.
  • a combination of permanent magnet shapes and / or tooth forms of the windings of said at least one stator carrying the series of windings makes it possible to reduce a relaxation torque and a torque variation.
  • the first series of coils and said at least one auxiliary series of coils have an offset between them to reduce the relaxation torque and the torque variation. Offset may mean in one embodiment of the present invention that the radial ends of the windings of the first series are not aligned on the same radius with the radial ends of at least one auxiliary series of coils.
  • the teeth of the same series of windings are similar or of different shape.
  • the permanent magnets of said at least two sets of permanent magnets are in the form of polygonal tiles.
  • the permanent magnets of said at least two sets of permanent magnets are chosen from ferrite magnets, rare earth-based magnets such as neodymium-iron-boron magnets or samarium cobalt magnets, magnets based on aluminum, nickel and cobalt, with or without thermoplastic binder.
  • the first series of coils and the said at least one auxiliary series of coils are connected in series or in parallel.
  • said at least one auxiliary series of coils is supplied separately from the first series of coils.
  • the actuator comprises at least two stators and at least one rotor.
  • said at least one rotor is of substantially triangular shape, a vertex of the triangle forming the base carrying the common center of the arcs of the first series of coils and of said at least one auxiliary series of coils and the pivot axis , the two other vertices being joined by a connection portion substantially in an outer circular arc concentric to the first series of coils and said at least one auxiliary series of coils, a control member being carried by the longitudinal median portion of the portion of connection.
  • the electromagnetic actuator comprises a housing enclosing said at least one stator and said at least one rotor and, when said at least one rotor carries a control member protruding from the housing of the electromagnetic actuator, the housing has a groove for a passing a portion of the control member, the groove being arranged so that the control member slides along the groove.
  • the electromagnetic actuator is used as a control handle.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a cross section of a first embodiment of an electromagnetic actuator comprising two stators surrounding a rotor and a casing enveloping the whole, the housing being shown transparent to this figure, the actuator in the present invention with the two stators each comprising an auxiliary series of coils,
  • FIG. 2 is a schematic representation of a perspective view of the electromagnetic actuator of FIG. 1, the actuator electromagnetic having a control handle protruding from the housing,
  • FIG. 3 is a schematic representation of a view similar to FIG. 2, with the difference that the casing is made transparent so that the elements can be seen in its interior,
  • FIG. 4 is similar to FIG. 3, however showing the rotor removed from between the two stators to reveal two sets of permanent magnets carried by the rotor,
  • FIG. 5 is an exploded view of an electromagnetic actuator according to the present invention.
  • the electromagnetic actuator may comprise, for example, a stator and a rotor, two rotors and a stator or several associated rotors to several stators.
  • an electromagnetic actuator 1 to at least one gap 4, direct drive and angular operating range.
  • Such an electromagnetic actuator 1 comprises at least one stator and at least one rotor, in the figures two stators 2, 2a with a rotor 5 interposed between the two stators 2, 2a but this is not limiting.
  • Such an electromagnetic actuator 1 can be used as a joystick for game purposes or industrial applications, especially in a means of transport.
  • the stator or stators 2, 2a comprise a first series 3a of coils 10 and the rotor or rotors 5 are pivotable with respect to the stators 2, 2a and carry permanent magnets 9, only one of which is referenced in FIG.
  • the actuator 1 is axial flow and comprises on the stator or stators 2, 2a that it carries at least one auxiliary series 3 of windings.
  • the first series 3a of coils 10 and the auxiliary series or series 3 of coils 10 each form an arc of a circle.
  • the arcs of the first series 3a and the auxiliary series or series 3 of coils 10 are concentric.
  • the rotor 5 has a pivot axis 7 with respect to the stators 2,
  • the pivot axis 7 coincides with the common center 6 of the arcs of the first series 3a and the one or more series 3 auxiliary windings.
  • the two series 8, 8a of permanent magnets 9 of the rotor 5 are arranged in respective circular arcs.
  • Each series 8, 8a of permanent magnets 9 is vis-à-vis a first series 3a of windings 10 or an auxiliary series 3 of windings 10 forming a respective gap 4 with its series of coils 10 associated.
  • the windings are associated with a support with iron.
  • the teeth of the first series 3a of coils 10 and the teeth of said at least one auxiliary series 3 of coils 10 have an offset between them.
  • the first series 3a of coils 10 is more internal to the electromagnetic actuator 1 than the auxiliary series 3 of coils 10 which is the outermost. This is not limiting.
  • the arc formed by the innermost series of magnets 8a comprises four magnets 9 such as the arc formed by the outermost series of magnets 8.
  • the first series 3a of coils comprises nine coils 10 as the auxiliary series 3 of coils.
  • the given numbers of magnets 9 and 10 coils are however not limiting.
  • the length of an arc formed by a series 3, 3a of winding 10 may be greater than that of the arc of a series 8, 8a of permanent magnets 9, this to allow their rotation in the angular range of operation of the actuator 1.
  • the magnets 9 can be thus vis-à-vis at least one winding element 10 during the rotation of the actuator 1 in its angular range. This is not limiting.
  • winding elements 10 and the magnets 9 do not make a complete revolution in the actuator 1, these arcs being limited as a function of the angular operating range of the actuator 1.
  • This range can be arbitrary by example between a few degrees and less than 360 °, for example +/- 15 ° which is not limiting.
  • the permanent magnets 9 have a spacing between them which does not necessarily correspond to the spacing between the windings 10 of the series 3, 3a of coils 10 associated.
  • the angle at the top of the series of coils 10 may be greater than the angle at the apex of an arc formed by a series 8, 8a of permanent magnets 9.
  • the actuator 1 can be supplied with polyphase current.
  • Each winding 10 of the first series 3a of windings 10 may have winding groups 10 fed respectively by a phase of the current.
  • Each winding 10 may be mounted on a tooth 11 or on several teeth 11 respectively without overlap or overlap between the windings 10 fed by a different respective phase. This is particularly useful for performing redundancy as will be described hereinafter. This can also be true for the or at least one of the auxiliary series 3 of windings.
  • the electromagnetic actuator 1 may comprise a control unit comprising means for detecting a fault on the first series 3a of coils 10 or on said at least one stator 2, 2a.
  • a redundancy action is then provided either by means of closing a switch controlled by the control unit, the switch electrically feeding the auxiliary series or 3 of windings 10 as soon as the detection means have reported a failure of the first series 3a of windings.
  • a derivation of the first series 3a of failed windings 10 is effective when the first series 3a of windings 10 is electrically connected in series with the or the auxiliary series 3 of windings.
  • redundancy action As an alternative or in addition to this redundancy action, another redundancy action can be ensured, when a first group of coils 10 of the first series 3a of coils 10 fed by a supply phase of its own is detected as being failure, by at least a second group of windings 10 of the first series 3a of windings, previously de-energized.
  • This second group is energized while being powered by another phase, the control unit controlling means for closing a switch for energizing said at least one second group of windings, the switch electrically supplying said at least one a second group and means for opening the switch when the first group is powered.
  • the redundancy being carried out by the auxiliary series or series 3 of windings 10 and at least a second group of the first series 3a of windings.
  • the electromagnetic actuator 1 can, however, be configured not to perform redundancy, the auxiliary series or series 3 of windings 10 being able to serve to increase the power delivered by the electromagnetic actuator 1 while being put into operation. series or in parallel with the first series 3a of windings 10 of the stator 2, 2a or one or more stators 2, 2a when the electromagnetic actuator 1 comprises.
  • Another object of the present invention is to reduce the relaxation torque. This is ensured, when each winding 10 is mounted on a tooth, by a combination of the permanent magnet forms 9 and / or the tooth shapes 1 1 of the windings 10 or the stators 2, 2a carrying the series of windings 10 allowing to reduce a couple of relaxation and a variation of torque. This is done because the first series 3a of coils 10 and the auxiliary series or series 3 of coils 10 have an offset between them to reduce the expansion torque and the torque variation, this to compensate for the presence of iron in the means. of winding support and the increase of the relaxation torque resulting from this presence of iron. This can be done by intervals between the coils 10 of the auxiliary series or 3 not angularly aligned with the respective intervals of the first series 3a of coils.
  • the teeth 1 1 of the same series of coils 10 may be similar or of different shape.
  • the permanent magnets 9 of the at least two series 8, 8a of permanent magnets 9 may be in the form of polygonal tiles.
  • the polygonal tiles are in the form of quadrilaterals, which is not limiting.
  • the permanent magnets 9 of the series 8, 8a of permanent magnets may be chosen from ferrite magnets, rare earth-based magnets such as neodymium-iron-boron magnets or samarium cobalt magnets, magnets based on aluminum, nickel and cobalt, with or without thermoplastic binder.
  • At least one of the series 8, 8a of permanent magnets 9 may have their adjacent magnets mounted in a Halbach structure. It is also possible to combine a Halbach structure for at least one of the magnets 9 of the actuator 1 with a magnet structure mounted with their polarity inverted for other magnets 9 of the same actuator 1.
  • a Halbach structure consists of a particular arrangement of permanent magnets 9 which makes it possible to increase the magnetic field on one side of the series 8, 8a of permanent magnets 9 while the magnetic field on the other side of the series is substantially decreased or canceled.
  • the first series 3a of windings 10 and the auxiliary series or series 3 of windings 10 can be connected in series or in parallel.
  • the auxiliary series or series 3 of coils 10 may be supplied separately from the first series 3a of coils.
  • the rotor or rotors 5 may be of substantially triangular shape.
  • a vertex of the triangle having an angle referenced in FIGS. 1 and 4, forms the base bearing the common center 6 of the arcs of the first series 3a of coils 10 and the auxiliary series or series 3 of coils 10 and 1.
  • the angle at the apex of the triangle a is to be compared with the angles a2 and a3 respectively designating the arc of the auxiliary series 3 of coils and the arc of the first series of coils which are larger without necessarily being both confused.
  • the two other vertices may be joined by a connecting portion 12 substantially in an outer circular arc concentric with the first series 3a of coils 10 and the auxiliary series or series 3 of coils.
  • a control member 13 may be carried by a longitudinal median portion of the connecting portion 12. This control member 13 may comprise a handle 16 for a gripping of the control member 13 by a user.
  • the electromagnetic actuator 1 may comprise a casing 14 enclosing the stator (s) 2, 2a and the rotor (s) 5.
  • the housing 14 has a groove 15 for a passage a portion of the control member 13, the groove 15 being arranged so that the control member 13 slides along the groove 15.
  • the housings are advantageously obtained by machining permanent magnets 9. This is not limiting.
  • the coils 10 may be covered with a protective hoop at least on one or both sides facing the series 8, 8a respectively.
  • This protective hoop may advantageously be formed by a heat-shrinkable tape, for example a draping composite material based on glass fibers, this without this being limiting.
  • the windings 10 may be conventional windings consisting of a good conductor wire wound safe support means, the support means may have teeth 1 1 spacing the coils 10 or helping to their positioning.
  • the winding (s) 10 are advantageously made of copper or aluminum wire.
  • the support means is based on a material containing iron with possibly another material, composite, glass. This support means may advantageously be flexible and elastically deformable as much as the presence of iron allows.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

La présente invention porte sur un actionneur (1 ) électromagnétique à flux axial qui comprend sur au moins un stator (2, 2a) avec au moins une série auxiliaire (3) de bobinages et une première série (3a) de bobinages (10). La première série et la série auxiliaire (3) forment des arcs de cercle concentriques. Un rotor (5) présente un axe de pivotement (7) par rapport au stator (2, 2a) disposé à sa portion inférieure et au moins deux séries (8, 8a) d'aimants permanents (9), l'axe de pivotement (7) passant par le centre commun (6) des arcs de cercle. Les séries (8, 8a) d'aimants permanents (9) du rotor (5) sont disposées en arcs de cercle respectifs, chaque série (8, 8a) d'aimants permanents (9) étant en vis-à-vis de la première série (3a) ou de la série auxiliaire (3) en formant un entrefer (4) respectif avec sa série de bobinages (10) associée.

Description

"Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages"
La présente invention porte sur un actionneur électromagnétique à flux axial, à au moins un entrefer, à entraînement direct et à plage angulaire de fonctionnement. L'actionneur comporte au moins un stator et au moins un rotor. Le ou les stators comprennent une première série de bobinages et le ou les rotors sont pivotants par rapport au(x) stator(s) et portent des aimants permanents.
Un tel actionneur électromagnétique peut servir de manette de commande soit autant pour un but industriel que pour un but ludique en faisant partie par exemple d'une console de jeux.
Dans le cas non limitatif d'un actionneur électromagnétique servant de manette de commande pour un élément de transport, un problème particulier est posé par la sécurité de l'actionnement de certains composants, ceci plus particulièrement dans un avion. Il est effectué ce qui est appelé une redondance des moyens d'alimentation ou d'actionnement de certains composants.
La redondance est une des solutions envisagées pour la compensation d'une défaillance quelconque dans le fonctionnement d'un système procurant ainsi une protection du fonctionnement du système qualifiée de « tolérance aux fautes ». Le principe de la redondance réside dans la duplication ou la multiplication de certains composants, constituants, fonctions, sous-systèmes, voire du système lui même, dans le but d'assurer une mission donnée en présence de défaillances.
Dans le cas spécifique des actionneurs électromagnétiques, ceci conduit à multiplier les actionneurs dédiés à une fonction. Il est donc prévu de doubler, tripler voire quadrupler les actionneurs électriques pour la même fonction. Ces actionneurs prennent de la place et ceci est particulièrement désavantageux pour un moyen de transport qui se caractérise par un manque de place endémique pour tous les éléments montés à son bord, ces éléments devant prendre le moins de place possible.
De plus la présence de plusieurs actionneurs électriques pour une même fonction accroît le poids de l'ensemble d'actionnement, ce qui est aussi particulièrement désavantageux pour un moyen de transport. Il a été proposé par le document WO-A-2015/004341 d'utiliser un actionneur électromagnétique à multiples entrefers et à plage angulaire de fonctionnement avec au moins trois éléments à aimants disposés à distance les uns des autres et comprenant chacun une série d'aimants permanents. Un élément de bobinage portant au moins un bobinage est encadré entre chaque paire d'éléments à aimants successifs, un entrefer étant défini entre chacun desdits éléments à aimants et l'élément de bobinage ainsi encadré.
Dans ce document, il est proposé que l'alimentation de chaque élément de bobinage ou d'un groupe d'éléments de bobinage soit propre respectivement à l'élément ou au groupe et que le moyen de support de chaque élément de bobinage ne contienne pas de fer. D'autre part, l'actionneur électromagnétique décrit dans ce document est un actionneur électromagnétique à flux radial.
Le but d'avoir des éléments de bobinage ne comportant pas de fer, le fer pouvant être constitué par le moyen de support du bobinage ou un noyau de fer central pour la canalisation du champ magnétique passant à travers l'élément de bobinage est, d'une part, d'alléger le poids des actionneurs électromagnétiques.
D'autre part, et surtout, la présence de fer présente le désavantage pour l'actionneur électromagnétique de posséder, hors tension, un couple résiduel appelé couple de détente.
Ce couple de détente, appelé aussi cogging torque en anglais, est dû à l'interaction magnétique entre les aimants permanents de l'élément ou des éléments à aimants permanents, formant par exemple le ou les rotors, et le fer présent dans le ou les éléments de bobinage, formant par exemple le ou les stators, le fer étant fréquemment utilisé pour la réalisation des encoches du moyen de support du bobinage. Ce couple est indésirable pour le bon fonctionnement de chaque actionneur électromagnétique.
Enfin, un dernier désavantage de la présence de fer dans l'élément ou les éléments de bobinage d'un actionneur électromagnétique est de créer ce qui est appelé des pertes fer. Ces pertes fer peuvent être de deux types. Le premier type concerne les pertes par hystérésis du fait de la magnétisation permanente du chemin magnétique. Le second type concerne les pertes par courants de Foucault produits par le champ magnétique tournant. Ces pertes conduisent à un échauffement de l'ensemble de l'actionneur électromagnétique de même qu'à des pertes de couple dues à une plus faible intensité de courant disponible pour le fonctionnement de l'actionneur, ceci notamment à des vitesses élevées de fonctionnement.
L'actionneur électromagnétique proposé dans le document WO-A-
2015/004341 est un actionneur à flux radial. Un tel actionneur ne permet cependant pas de répondre à des contraintes majeures que sont la réduction de la masse et l'encombrement du moteur pour un rendement optimal de l'actionneur électromagnétique.
II est demandé à un tel actionneur électromagnétique des puissances de sortie variables. Cela conduit à un surdimensionnement des séries de bobinages ainsi que des séries d'aimants permanents.
Le problème à la base de la présente invention est de concevoir un actionneur électromagnétique à au moins un entrefer, à entraînement direct et à plage angulaire de fonctionnement, qui puisse présenter, d'une part, une grande modulation de puissance délivrée par l'actionneur par variation de couple et, d'autre part, assurer une redondance des éléments de bobinages du stator, le couple de détente résultant de la présence de fer dans l'actionneur devant être compensé.
A cet effet, la présente invention concerne un actionneur électromagnétique à au moins un entrefer, à entraînement direct et à plage angulaire de fonctionnement, cet actionneur comportant au moins un stator et au moins un rotor, ledit au moins un stator comprenant une première série de bobinages et ledit au moins un rotor pivotant par rapport audit au moins un stator et portant des aimants permanents, caractérisé en ce que l'actionneur est à flux axial et qu'il comprend sur ledit au moins un stator au moins une série auxiliaire de bobinages, la première série de bobinages et ladite au moins une série auxiliaire de bobinages formant chacune un arc de cercle, les arcs de cercle de la première série et de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages étant concentriques, le rotor présentant un axe de pivotement par rapport audit au moins un stator disposé à une portion inférieure du rotor et au moins deux séries d'aimants permanents, l'axe de pivotement passant par le centre commun des arcs de cercle de la première série et de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages, lesdites au moins deux séries d'aimants permanents du rotor étant disposées en arcs de cercle respectifs, chaque série d'aimants permanents étant en vis-à-vis de la première série de bobinages ou de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages en formant un entrefer respectif avec sa série de bobinages associée, les bobinages étant associées à un support avec fer, chaque bobinage étant monté sur une dent, les dents de la première série de bobinages et les dents de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages présentant un décalage entre elles.
L'effet technique obtenu par la présente invention est de disposer d'une ou de plusieurs séries auxiliaires de bobinages sur le ou un des stators de l'actionneur électromagnétique. Cette série auxiliaire de bobinages peut être alimentée électriquement en permanence ou non. Quand il y a plusieurs séries auxiliaires, ces séries auxiliaires peuvent être alimentées en indépendance les unes des autres.
Il peut par exemple être possible d'alimenter électriquement la ou les séries auxiliaires pour augmenter le couple fourni par l'actionneur, auquel cas il n'y a pas de remplacement de la première série de bobinages par la ou les séries auxiliaires.
En alternative il est possible de laisser une ou plusieurs des séries auxiliaires non alimentées en fonctionnement de l'actionneur. Cette ou ces séries peuvent alors servir à une redondance.
Dans le cas spécifique et non limitatif d'une redondance pour défaillance d'au moins un des stators requérant selon l'état de la technique plusieurs moteurs, la présente invention n'utilise qu'un actionneur à flux axial et donc d'un encombrement moindre que plusieurs actionneurs avec leur carcasse respective prenant de la place.
De manière générale, la présente invention permet une modulation de la puissance et une répartition de la charge de travail sur différentes parties d'un même actionneur. Alors que dans l'état de la technique, hors d'un cas de redondance, il est utilisé un seul actionneur avec un seul stator et rotor, la présente invention permet d'utiliser au moins un actionneur mais avec plusieurs séries de bobinages sur un même stator. Il y a donc des possibilités de modulation du couple fourni par l'actionneur plus nombreuses que celles proposées par l'état de la technique.
Il s'est avéré qu'un actionneur à flux axial contenant du fer pour le retour de flux était plus performant qu'un actionneur à flux radial. De plus, la fabrication d'aimants permanents pour un actionneur à flux axial est moins coûteuse que la fabrication d'aimants permanents pour un actionneur à flux radial.
Un préjugé fort existe contre la présence de fer dans un tel actionneur à cause d'une augmentation non désirée du couple de détente. La demanderesse a cependant remarqué que le couple massique d'un tel actionneur avec présence de fer était augmenté par rapport au couple massique sans présence de fer.
De plus et surtout, pour compenser le désavantage d'une augmentation du couple de détente, la demanderesse a constaté que le décalage des dents de la première série de bobinages par rapport aux dents de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages permettaient de diminuer le couple de détente et de bénéficier ainsi des avantages de la présence de fer sans en subir ses inconvénients.
Avantageusement, l'actionneur est alimenté en courant polyphasé, chaque bobinage de la première série de bobinages présentant des groupes de bobinage alimentés respectivement par une phase du courant, chaque bobinage étant monté sur une dent ou sur plusieurs dents respectivement sans chevauchement ou avec chevauchement entre les bobinages alimentés par une phase respective différente.
Ceci peut permettre une redondance de la première série de bobinages par des bobinages incorporés à la première série.
Avantageusement, l'actionneur comprend une unité de commande comportant des moyens de détection d'une panne sur la première série de bobinages ou sur ledit au moins un stator, une action de redondance étant assurée soit par :
- des moyens de fermeture d'un interrupteur commandés par l'unité de commande, l'interrupteur alimentant électriquement ladite au moins une série auxiliaire de bobinages dès que les moyens de détection ont signalé une panne de la première série de bobinages, une dérivation de la première série de bobinages en panne étant effective quand la première série de bobinages est montée électriquement en série avec ladite au moins une série auxiliaire de bobinages, ou
- quand un premier groupe de bobinages de la première série de bobinages alimenté par une phase d'alimentation lui étant propre est détecté comme étant en panne, au moins un deuxième groupe de bobinages de la première série de bobinages, précédemment hors tension, est mis sous tension en étant alimenté par une autre phase, l'unité de commande pilotant des moyens de fermeture d'un interrupteur de mise sous tension dudit au moins un deuxième groupe de bobinages, l'interrupteur alimentant électriquement ledit au moins un deuxième groupe ainsi que des moyens d'ouverture de l'interrupteur quand le premier groupe est alimenté.
Deux types de redondance peuvent être proposées par la présente invention, une redondance faite par des bobinages incorporés à la première série de bobinages et une redondance effectuée par la ou les séries auxiliaires de bobinages. Ces redondances peuvent se faire en alternative ou en combinaison.
Avantageusement, la redondance est effectuée par ladite au moins une série auxiliaire de bobinages et au moins un deuxième groupe de la première série de bobinages.
Avantageusement, quand chaque bobinage est monté sur une dent, une association des formes d'aimants permanents et/ou des formes de dents des bobinages dudit au moins un stator portant les séries de bobinages permet de réduire un couple de détente et une variation de couple.
Avantageusement, la première série de bobinages et ladite au moins une série auxiliaire de bobinages présentent un décalage entre elles pour réduire le couple de détente et la variation de couple. Présenter un décalage peut signifier dans une des formes de réalisation de la présente invention que les extrémités radiales des bobinages de la première série ne sont pas alignées sur un même rayon avec les extrémité radiales d'au moins une série auxiliaire de bobinages.
Avantageusement, les dents d'une même série de bobinages sont similaires ou de forme différente.
Avantageusement, les aimants permanents desdites au moins deux séries d'aimants permanents sont sous la forme de tuiles polygonales.
Avantageusement, les aimants permanents desdites au moins deux séries d'aimants permanents sont choisis parmi les aimants ferrites, les aimants à base de terres rares comme des aimants néodyme-fer-bore ou des aimants samarium cobalt, des aimants à base d'aluminium, de nickel et de cobalt, avec ou sans liant thermoplastique. Avantageusement, la première série de bobinages et ladite au moins une série auxiliaire de bobinages sont montées en série ou en parallèle.
Avantageusement, ladite au moins une série auxiliaire de bobinages est alimentée séparément de la première série de bobinages.
Avantageusement, l'actionneur comprend au moins deux stators et au moins un rotor.
Avantageusement, ledit au moins un rotor est de forme sensiblement triangulaire, un sommet du triangle formant la base portant le centre commun des arcs de cercle de la première série de bobinages et de ladite au moins une série auxiliaire de bobinages et l'axe de pivotement, les deux autres sommets étant réunis par une portion de raccordement sensiblement en arc de cercle extérieur concentrique à la première série de bobinages et ladite au moins une série auxiliaire de bobinages, un organe de commande étant porté par la partie médiane longitudinale de la portion de raccordement.
L'actionneur électromagnétique comprend un carter enveloppant ledit au moins un stator et ledit au moins un rotor et, quand ledit au moins un rotor porte un organe de commande faisant saillie hors du carter de l'actionneur électromagnétique, le carter présente une rainure pour un passage d'une portion de l'organe de commande, la rainure étant agencée pour que l'organe de commande coulisse le long de la rainure.
L'actionneur électromagnétique est utilisé comme manette de commande.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'une coupe transversal d'un premier mode de réalisation d'un actionneur électromagnétique comportant deux stators entourant un rotor et un carter enveloppant le tout, le carter étant montré transparent à cette figure, l'actionneur électromagnétique étant selon la présente invention avec les deux stators comprenant chacun une série auxiliaire de bobinages,
- la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en perspective de l'actionneur électromagnétique de la figure 1 , l'actionneur électromagnétique présentant une manette de commande faisant saillie du carter,
- la figure 3 est une représentation schématique d'une vue similaire à la figure 2 à la différence que le carter est rendu transparent pour laisser apercevoir les éléments en son intérieur,
- la figure 4 est similaire à la figure 3 en montrant cependant le rotor enlevé d'entre les deux stators pour laisser apercevoir deux séries d'aimants permanents portées par le rotor,
- la figure 5 est une vue en éclaté d'un actionneur électromagnétique conforme à la présente invention.
Il est à garder à l'esprit que les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l'invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l'invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Dans ce qui va suivre, il est fait référence à toutes les figures prises en combinaison. Quand il est fait référence à une ou des figures spécifiques, ces figures sont à prendre en combinaison avec les autres figures pour la reconnaissance des références numériques désignées.
Aux figures, bien qu'il soit montré un actionneur électromagnétique avec deux stators et un rotor ceci n'est pas limitatif, l'actionneur électromagnétique pouvant comporter, par exemple, un stator et un rotor, deux rotors et un stator ou plusieurs rotors associés à plusieurs stators.
Dans le cas de la présence de deux stators, il peut y avoir un déclage entre les dents du premier stator et du deuxième stator.
En se référant à toutes les figures, la présente invention concerne un actionneur 1 électromagnétique à au moins un entrefer 4, à entraînement direct et à plage angulaire de fonctionnement. Un tel actionneur 1 électromagnétique comporte au moins un stator et au moins un rotor, aux figures deux stators 2, 2a avec un rotor 5 intercalé entre les deux stators 2, 2a mais ceci n'est pas limitatif. Un tel actionneur 1 électromagnétique peut être utilisé comme manette de commande à des fins de jeux ou d'applications industrielles, notamment dans un moyen de transport. Le ou les stators 2, 2a comprennent une première série 3a de bobinages 10 et le ou les rotors 5 sont pivotants par rapport aux stators 2, 2a et portent des aimants permanents 9 dont un seul est référencé à la figure 4.
Selon l'invention l'actionneur 1 est à flux axial et comprend sur le ou les stators 2, 2a qu'il porte au moins une série auxiliaire 3 de bobinages. La première série 3a de bobinages 10 et la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 forment chacune un arc de cercle. Les arcs de cercle de la première série 3a et de la ou des séries 3 auxiliaires de bobinages 10 sont concentriques.
Le rotor 5 présente un axe de pivotement 7 par rapport aux stators 2,
2a disposé à une portion inférieure du rotor 5 et au moins deux séries 8, 8a d'aimants permanents 9. L'axe de pivotement 7 est confondu avec le centre commun 6 des arcs de cercle de la première série 3a et de la ou des séries 3 auxiliaires de bobinages.
Les deux séries 8, 8a d'aimants permanents 9 du rotor 5 sont disposées en arcs de cercle respectifs. Chaque série 8, 8a d'aimants permanents 9 est en vis-à-vis d'une première série 3a de bobinages 10 ou d'une série auxiliaire 3 de bobinages 10 en formant un entrefer 4 respectif avec sa série de bobinages 10 associée.
Les bobinages sont associés à un support avec fer. Pour diminuer le couple de détente provoqué par la présence de fer, comme chaque bobinage 10 est monté sur une dent, les dents de la première série 3a de bobinages 10 et les dents de ladite au moins une série auxiliaire 3 de bobinages 10 présentent un décalage entre elles.
Aux figures, la première série 3a de bobinages 10 est plus interne à l'actionneur 1 électromagnétique que la série auxiliaire 3 de bobinages 10 qui est elle la plus externe. Ceci n'est pas limitatif.
Aux figures, seul un élément à aimants est référencé 9. De même, seul un élément de bobinage est référencé 10. Ces références valent cependant pour tous les éléments respectifs.
Aux figures, sans que cela soit limitatif, l'arc formé par la série d'aimants la plus interne 8a comprend quatre aimants 9 comme l'arc formé par la série d'aimants le plus externe 8. La première série 3a de bobinages comprend neuf bobinages 10 comme la série auxiliaire 3 de bobinages. Les nombres donnés d'aimants 9 et de bobinages 10 ne sont cependant pas limitatifs.
La longueur d'un arc de cercle formé par une série 3, 3a de bobinage 10 peut être plus grande que celle de l'arc de cercle d'une série 8, 8a d'aimants 9 permanents, ceci pour permettre leur rotation dans la plage angulaire de fonctionnement de l'actionneur 1. Les aimants 9 peuvent se trouver ainsi en vis-à-vis d'au moins un élément de bobinage 10 lors de la rotation de l'actionneur 1 dans sa plage angulaire. Ceci n'est pas limitatif.
Il s'ensuit que les éléments de bobinage 10 et les aimants 9 ne font pas une révolution complète dans l'actionneur 1 , ces arcs étant limités en fonction de la plage angulaire de fonctionnement de l'actionneur 1. Cette plage peut être quelconque par exemple entre quelques degrés et moins de 360°, par exemple +/- 15° ce qui n'est pas limitatif.
Les aimants 9 permanents présentent un écartement entre eux qui ne correspond pas forcément à l'écartement entre les bobinages 10 de la série 3, 3a de bobinages 10 associée. L'angle au sommet des séries de bobinages 10 peut être plus grand que l'angle au sommet d'un arc de cercle formé par une série 8, 8a d'aimants permanents 9.
Dans un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, l'actionneur 1 peut être alimenté en courant polyphasé. Chaque bobinage 10 de la première série 3a de bobinages 10 peut présenter des groupes de bobinage 10 alimentés respectivement par une phase du courant. Chaque bobinage 10 peut être monté sur une dent 1 1 ou sur plusieurs dents 11 respectivement sans chevauchement ou avec chevauchement entre les bobinages 10 alimentés par une phase respective différente. Ceci est particulièrement utile pour effectuer une redondance comme il va être décrit ci-après. Ceci peut valoir aussi pour la ou au moins une des séries auxiliaires 3 de bobinages.
Pour assurer une redondance, l'actionneur 1 électromagnétique peut comprendre une unité de commande comportant des moyens de détection d'une panne sur la première série 3a de bobinages 10 ou sur ledit au moins un stator 2, 2a.
Une action de redondance est alors assurée soit par des moyens de fermeture d'un interrupteur commandés par l'unité de commande, l'interrupteur alimentant électriquement la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 dès que les moyens de détection ont signalé une panne de la première série 3a de bobinages.
Une dérivation de la première série 3a de bobinages 10 en panne étant effective quand la première série 3a de bobinages 10 est montée électriquement en série avec la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages.
En alternative ou en complément à cette action de redondance, une autre action de redondance peut être assurée, quand un premier groupe de bobinages 10 de la première série 3a de bobinages 10 alimenté par une phase d'alimentation lui étant propre est détecté comme étant en panne, par au moins un deuxième groupe de bobinages 10 de la première série 3a de bobinages, précédemment hors tension.
Ce deuxième groupe est mis sous tension en étant alimenté par une autre phase, l'unité de commande pilotant des moyens de fermeture d'un interrupteur de mise sous tension dudit au moins un deuxième groupe de bobinages, l'interrupteur alimentant électriquement ledit au moins un deuxième groupe ainsi que des moyens d'ouverture de l'interrupteur quand le premier groupe est alimenté.
Il est possible de mettre en oeuvre les deux actions de redondance précédemment citées, la redondance étant effectuée par la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 et au moins un deuxième groupe de la première série 3a de bobinages.
Dans le cadre de la présente invention, l'actionneur 1 électromagnétique peut cependant être configuré pour ne pas effectuer une redondance, la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 pouvant servir à augmenter la puissance délivrée par l'actionneur 1 électromagnétique en étant mises en série ou en parallèle avec la première série 3a de bobinages 10 du stator 2, 2a ou d'un ou de plusieurs stators 2, 2a quand l'actionneur 1 électromagnétique en comporte.
Un autre but de la présente invention est de réduire le couple de détente. Ceci est assuré, quand chaque bobinage 10 est monté sur une dent, par une association des formes d'aimants permanents 9 et/ou des formes de dents 1 1 des bobinages 10 du ou des stators 2, 2a portants les séries de bobinages 10 permettant de réduire un couple de détente et une variation de couple. Ceci est effectué du fait que la première série 3a de bobinages 10 et la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 présentent un décalage entre elles pour réduire le couple de détente et la variation de couple, ceci pour compenser la présence de fer dans les moyens de support du bobinage et l'augmentation du couple de détente résultant de cette présence de fer. Ceci peut être fait par des intervalles entre les bobinages 10 de la ou des séries auxiliaires 3 non alignés angulairement avec les intervalles respectifs de la première série 3a de bobinages. Les dents 1 1 d'une même série de bobinages 10 peuvent être similaires ou de forme différente.
Les aimants permanents 9 desdites au moins deux séries 8, 8a d'aimants permanents 9 peuvent être sous la forme de tuiles polygonales. Aux figures les tuiles polygonales sont sous la forme de quadrilatères, ce qui n'est pas limitatif.
Les aimants permanents 9 des séries 8, 8a d'aimants permanents peuvent être choisis parmi les aimants ferrites, les aimants à base de terres rares comme des aimants néodyme-fer-bore ou des aimants samarium cobalt, des aimants à base d'aluminium, de nickel et de cobalt, avec ou sans liant thermoplastique.
Dans un mode de réalisation alternatif, au moins une des séries 8, 8a d'aimants permanents 9 peuvent présenter leurs aimants adjacents montés selon une structure de Halbach. Il est aussi possible de combiner une structure de Halbach pour au moins un des aimants 9 de l'actionneur 1 avec une structure à aimants montés avec leur polarité inversée pour d'autres aimants 9 du même actionneur 1.
Une structure de Halbach consiste en un agencement particulier des aimants permanents 9 qui permet d'augmenter le champ magnétique d'un côté de la série 8, 8a d'aimants permanents 9 tandis que le champ magnétique de l'autre côté de la série est sensiblement diminué voire annulé.
Ceci est obtenu en ayant un motif spécifique de disposition des aimants permanents 9. Une telle disposition est avantageuse pour l'élément à aimants le plus interne ou le plus externe de l'actionneur 1 , l'élément de bobinage 10 intercalé entre ces deux aimants 9 les plus internes ou les plus externes se trouvant parcouru par un champ magnétique alors concentré dans l'espace entre les deux aimants 9 les plus internes ou les plus externes encadrant cet élément de bobinage. Ainsi, il peut être avantageusement prévu au moins un élément à aimants permanents 9 le plus interne ou le plus externe à l'actionneur 1 , les aimants dudit au moins un élément à aimants permanents 9 étant montés selon une structure de Halbach et établissant un champ magnétique augmenté du côté tourné vers l'élément de bobinage 10 associé, tandis que le champ magnétique est diminué ou annulé sur son côté opposé à l'élément de bobinage. On réduit ainsi la déperdition du champ magnétique.
Pour leur alimentation électrique, la première série 3a de bobinages 10 et la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 peuvent être montées en série ou en parallèle.
Au moins pour assurer une redondance ou une variation de couple, la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages 10 peuvent être alimentées séparément de la première série 3a de bobinages.
Le ou les rotors 5 peuvent être de forme sensiblement triangulaire. Un sommet du triangle, en présentant un angle référencé a aux figures 1 et 4, forme la base portant le centre commun 6 des arcs de cercle de la première série 3a de bobinages 10 et de la ou des séries auxiliaires 3 de bobinages 10 et l'axe de pivotement 7.
A la figure 4, l'angle au sommet du triangle a est à comparer avec les angles a2 et a3 désignant respectivement l'arc de cercle de la série auxiliaire 3 de bobinages et l'arc de cercle de la première série 3 de bobinages qui sont plus grands sans être forcément tous les deux confondus.
Comme il est particulièrement bien visible aux figures 3 et 4, les deux autres sommets peuvent être réunis par une portion de raccordement 12 sensiblement en arc de cercle extérieur concentrique à la première série 3a de bobinages 10 et la ou les séries auxiliaires 3 de bobinages.
Un organe de commande 13 peut être porté par une partie médiane longitudinale de la portion de raccordement 12. Cet organe de commande 13 peut comprendre une poignée 16 pour une préhension de l'organe de commande 13 par un utilisateur.
Comme il est notamment visible aux figures 1 à 3, l'actionneur 1 électromagnétique peut comprendre un carter 14 enveloppant le ou les stators 2, 2a et le ou les rotors 5. Quand le ou les rotors 5 portent un organe de commande 13 faisant saillie hors du carter 14 de l'actionneur 1 électromagnétique, le carter 14 présente une rainure 15 pour un passage d'une portion de l'organe de commande 13, la rainure 15 étant agencée pour que l'organe de commande 13 coulisse le long de la rainure 15.
Il peut être possible d'effectuer une opération de frettage complémentaire sur les aimants placés dans un logement respectif mais cette opération peut être réduite comparée à une opération de frettage connue de l'état de la technique. Les logements sont avantageusement obtenus par usinage des aimants 9 permanents. Ceci n'est pas limitatif.
Quand il y a plusieurs rotors, il peut exister un moyen mécanique de couplage et découplage des rotors d'un arbre commun. Cette possibilité permet de résoudre un problème survenant à un rotor dans l'un des moteurs, par exemple un décollement d'aimant.
Avantageusement, aussi pour tous les modes de réalisation de l'invention, pour l'actionneur 1 électromagnétique, les bobinages 10 peuvent être recouverts d'une frette de protection au moins sur un ou des côtés tournés respectivement vers la série 8, 8a d'aimants permanents 9. Cette frette de protection peut avantageusement être formée par un ruban thermorétractable, par exemple un drapage de matériau composite à base de fibres de verre, ceci sans que cela soit limitatif.
Pour tous les modes de réalisation décrits de la présente invention, les bobinages 10 peuvent être des bobinages classiques consistant en un fil métallique bon conducteur enroulé sûr un moyen de support, ce moyen de support pouvant présenter des dents 1 1 espaçant les bobinages 10 ou aidant à leur positionnement.
Le ou les bobinages 10 sont avantageusement en fil de cuivre ou d'aluminium. Le moyen de support est à base d'un matériau contenant du fer avec le cas échéant un autre matériau, en composite, en verre. Ce moyen de support peut avantageusement être souple et élastiquement déformable autant que la présence de fer le permet.

Claims

REVENDICATIONS
Actionneur (1 ) électromagnétique à au moins un entrefer (4), à entraînement direct et à plage angulaire de fonctionnement, cet actionneur (1 ) comportant au moins un stator (2, 2a) et au moins un rotor (5), ledit au moins un stator (2, 2a) comprenant une première série (3a) de bobinages (10) et ledit au moins un rotor (5) pivotant par rapport audit au moins un stator (2, 2a) et portant des aimants permanents (9), caractérisé en ce que l'actionneur (1 ) est à flux axial et qu'il comprend sur ledit au moins un stator (2, 2a) au moins une série auxiliaire (3) de bobinages, la première série (3a) de bobinages (10) et ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) formant chacune un arc de cercle, les arcs de cercle de la première série (3a) et de ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) étant concentriques, le rotor (5) présentant un axe de pivotement (7) par rapport audit au moins un stator (2, 2a) disposé à une portion inférieure du rotor (5) et au moins deux séries (8, 8a) d'aimants permanents (9), l'axe de pivotement (7) passant par le centre commun (6) des arcs de cercle de la première série (3a) et de ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages, lesdites au moins deux séries (8, 8a) d'aimants permanents (9) du rotor (5) étant disposées en arcs de cercle respectifs, chaque série (8, 8a) d'aimants permanents (9) étant en vis-à-vis de la première série (3a) de bobinages (10) ou de ladite au moins une série auxiliaire
(3) de bobinages (10) en formant un entrefer
(4) respectif avec sa série de bobinages (10) associée, les bobinages étant associées à un support avec fer, chaque bobinage (10) étant monté sur une dent, les dents de la première série (3a) de bobinages ( 0) et les dents de ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) présentant un décalage entre elles.
Actionneur (1 ) électromagnétique selon la revendication précédente, lequel est alimenté en courant polyphasé, chaque bobinage (10) de la première série (3a) de bobinages (10) présentant des groupes de bobinage (10) alimentés respectivement par une phase du courant, chaque bobinage (10) étant monté sur une dent (1 1 ) ou sur plusieurs dents respectivement sans chevauchement ou avec chevauchement entre les bobinages (10) alimentés par une phase respective différente.
Actionneur (1 ) électromagnétique selon la revendication précédente, lequel comprend une unité de commande comportant des moyens de détection d'une panne sur la première série (3a) de bobinages (10) ou sur ledit au moins un stator (2, 2a), une action de redondance étant assurée soit par :
- des moyens de fermeture d'un interrupteur commandés par l'unité de commande, l'interrupteur alimentant électriquement ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) dès que les moyens de détection ont signalé une panne de la première série (3a) de bobinages, une dérivation de la première série (3a) de bobinages (10) en panne étant effective quand la première série (3a) de bobinages (10) est montée électriquement en série avec ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages, ou
- quand un premier groupe de bobinages (10) de la première série (3a) de bobinages (10) alimenté par une phase d'alimentation lui étant propre est détecté comme étant en panne, au moins un deuxième groupe de bobinages (10) de la première série (3a) de bobinages, précédemment hors tension, est mis sous tension en étant alimenté par une autre phase, l'unité de commande pilotant des moyens de fermeture d'un interrupteur de mise sous tension dudit au moins un deuxième groupe de bobinages, l'interrupteur alimentant électriquement ledit au moins un deuxième groupe ainsi que des moyens d'ouverture de l'interrupteur quand le premier groupe est alimenté.
Actionneur (1 ) électromagnétique selon la revendication précédente, dans lequel la redondance est effectuée par ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) et au moins un deuxième groupe de la première série (3a) de bobinages.
5. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les dents (1 1 ) d'une même série de bobinages (10) sont similaires ou de forme différente.
6. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aimants permanents (9) desdites au moins deux séries (8, 8a) d'aimants permanents (9) sont sous la forme de tuiles polygonales.
7. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aimants permanents (9) desdites au moins deux séries (8, 8a) d'aimants permanents (9) sont choisis parmi les aimants ferrites, les aimants à base de terres rares comme des aimants néodyme-fer-bore ou des aimants samarium cobalt, des aimants à base d'aluminium, de nickel et de cobalt, avec ou sans liant thermoplastique.
8. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première série (3a) de bobinages (10) et ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) sont montées en série ou en parallèle.
9. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) est alimentée séparément de la première série (3a) de bobinages.
10. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend au moins deux stators (2, 2a) et au moins un rotor (5).
1 1. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un rotor (5) est de forme sensiblement triangulaire, un sommet du triangle formant la base portant le centre commun (6) des arcs de cercle de la première série (3a) de bobinages (10) et de ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages (10) et l'axe de pivotement (7), les deux autres sommets étant réunis par une portion de raccordement (12) sensiblement en arc de cercle extérieur concentrique à la première série (3a) de bobinages (10) et ladite au moins une série auxiliaire (3) de bobinages, un organe de commande (13) étant porté par la partie médiane longitudinale de la portion de raccordement (12).
12. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend un carter (14) enveloppant ledit au moins un stator (2, 2a) et ledit au moins un rotor (5) et, quand ledit au moins un rotor (5) porte un organe de commande (13) faisant saillie hors du carter (14) de l'actionneur (1 ) électromagnétique, le carter (14) présente une rainure (15) pour un passage d'une portion de l'organe de commande (13), la rainure (15) étant agencée pour que l'organe de commande (13) coulisse le long de la rainure (15).
13. Actionneur (1 ) électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel est utilisé comme manette de commande.
PCT/FR2017/000211 2016-11-08 2017-11-07 Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages WO2018087436A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1601592 2016-11-08
FR1601592A FR3058589A1 (fr) 2016-11-08 2016-11-08 Actionneur electromagnetique a flux axial et serie auxiliaire de bobinage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018087436A1 true WO2018087436A1 (fr) 2018-05-17

Family

ID=57960484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2017/000211 WO2018087436A1 (fr) 2016-11-08 2017-11-07 Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3058589A1 (fr)
WO (1) WO2018087436A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3103329A1 (fr) * 2019-11-15 2021-05-21 Safran Landing Systems Actionneur électromécanique à freinage intégré

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924146A (en) * 1975-01-27 1975-12-02 California Computer Products Multiple linear motor positioning system
WO2008125121A1 (fr) * 2007-04-16 2008-10-23 Fki Logistex A/S Système de tri à entraînement de moteur synchrone linéaire
EP2763296A1 (fr) * 2013-01-09 2014-08-06 Airbus Helicopters Machine électrique avec pièces intermédiaires à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
WO2015004341A1 (fr) 2013-07-10 2015-01-15 Whylot Sas Actionneur électromagnétique polyentrefers à aimants permanents et éléments de bobinage sans fer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924146A (en) * 1975-01-27 1975-12-02 California Computer Products Multiple linear motor positioning system
WO2008125121A1 (fr) * 2007-04-16 2008-10-23 Fki Logistex A/S Système de tri à entraînement de moteur synchrone linéaire
EP2763296A1 (fr) * 2013-01-09 2014-08-06 Airbus Helicopters Machine électrique avec pièces intermédiaires à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
WO2015004341A1 (fr) 2013-07-10 2015-01-15 Whylot Sas Actionneur électromagnétique polyentrefers à aimants permanents et éléments de bobinage sans fer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AVIATIONMEGASTORE.COM: "B737 Motorized Throttle Quadrant", 5 June 2013 (2013-06-05), XP055373915, Retrieved from the Internet <URL:https://www.aviationmegastore.com/b737-motorized-throttle-quadrant-csonictq-cockpitsonic-csonictq-b737ng-cockpitsonic/product/?action=prodinfo&art=114639> [retrieved on 20170517] *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3103329A1 (fr) * 2019-11-15 2021-05-21 Safran Landing Systems Actionneur électromécanique à freinage intégré

Also Published As

Publication number Publication date
FR3058589A1 (fr) 2018-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3046888A1 (fr) Stator pour machine electromagnetique a flux axial avec des portions unitaires formant une couronne du stator
EP1714376A1 (fr) Coupleur electromagnetique
EP1599930A2 (fr) Machine electrique tournante comportant un stator et deux rotors
EP3738199B1 (fr) Moteur ou génératrice électromagnétique à deux rotors et quatre stators et système de refroidissement intégré
CH628472A5 (fr) Roue d&#39;inertie.
EP2999102A2 (fr) Machine electrique tournante comportant au moins un stator et au moins deux rotors
EP2763296A1 (fr) Machine électrique avec pièces intermédiaires à plusieurs entrefers et flux magnétique 3D
WO2015193562A1 (fr) Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial
WO2017158247A1 (fr) Rotor pour moteur ou génératrice électromagnétique à flux axial à aimants semi-enterrés avec des moyens de maintien axial
WO2017064375A1 (fr) Direction assistée de véhicule automobile avec un moteur électromagnétique à flux magnétique axial et une alimentation électrique des stators du moteur se faisant en parallèle à redondance
WO2018087436A1 (fr) Actionneur électromagnétique à flux axial et série auxiliaire de bobinages
WO2001047093A1 (fr) Ralentisseur a courants de foucault
FR3008539A1 (fr) Actionneur electromagnetique polyentrefers a aimants permanents et elements de bobinage sans fer
FR3045233A1 (fr) Rotor d&#39;un moteur electromagnetique a flux axial a au moins un aimant de forme ondulee
EP3229348B1 (fr) Rotor pour machine électrique tournante
FR3001841A1 (fr) Moteur ou generatrice electromagnetique polyentrefers a aimants permanents et elements a bobinage sans fer
FR3030931A1 (fr) Machine electrique a excitation separee avec au moins deux induits et un inducteur
EP1351367A1 (fr) Machine électrique à stator et/ou rotor modulaire et échangeur de chaleur de véhicule automobile comprenant une telle machine
FR2730873A1 (fr) Machine electrique heteropolaire a bobinage global
EP2987224A2 (fr) Moteur electrique a circuits electriques redondants
EP3121942B1 (fr) Dispositif de freinage et d&#39;immobilisation d&#39;un rotor d&#39;une machine tournante synchrone
FR3004296A1 (fr) Moteur electrique a faible couple de court-circuit, dispositif de motorisation a plusieurs moteurs et procede de fabrication d`un tel moteur
WO2015193563A1 (fr) Moteur synchrone électromagnétique à flux magnétiques combinés axial et radial avec double excitation
WO2016027010A1 (fr) Moteur ou génératrice synchrone électromagnétique à plusieurs entrefers et flux magnétique diagonal
FR2963710A1 (fr) Moteur electrique.

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17808532

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17808532

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1