Brevet FR2007484A1 — publié le 19700109

La présente invention est relative à des perfectionnements » apportés aux moteurs électriques linéaires» En particulier, elle concerne des moteurs électriques linéaires à courant continu comportant j une armature constituée par une barre de matière 5 ferro—magnétique munie d'un enroulement conducteur électriquement isolé ; un ensemble de bobines de champ qui comporte au moins deux pièces polaires écartées dans le aens axial, ainsi qu'au moins un enroulement conducteur pour exciter ces pièces polaires et enfin des paires de balais convenablement espacés pour as su— 10 rer le contact de l'enroulement de l'armature afin de mettre sous tension des tronçons de cet enroulement au voisinage des pièces polaires. Selon 1*invention, on réalise un moteur électrique linéaire du genre précité, dont les pièces polaires écartées dans le sens 15 axial ont une forme annulaire pour entourer l'armature, ces pièces polaires étant reliées entre elles afin de compléter un circuit magnétique, à l'aide d'un carter extérieur ferro-magnétique présentant une forme continue, par exemple cylindrique. Le moteur est préférablement muni d'au moins trois pièces polaires 20 décalées dans le sens axial de façon que la pièce polaire intermédiaire ou chacune des pièces polaires intermédiaires soit intercalée dans deux circuits magnétiques adjacents. Les paires de balais sont préférablement placées sur les côtés des pièces polaires et, en cas d'usure, on peut remplacer ces balais à tra— 25 vers des ouvertures prévues dans le carter du moteur. On prévoit des porte-balais dans lesquels ces balais sont montés de façon coulissante ; les pccte-balais en question sont préférablement solidaires des parois latérales des pièces polaires, sur lesquelles on les fixe ou avec lesquelles ils sont réalisés d'une pièce. On 30 peut monter des groupes de galets aux extrémités opposées du moteur pour guider l'armature, ces galets étant logés dans des chapes qui dépassent de celles des pièces polaires terminales qui constituent les ;flasques refermant les extrémités du carter extérieur. 35 Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Pig. 1 est une coupe longitudinale d'un moteur électrique linéaire selon l'invention. 40 Fig. 2 en est une coupe suivant IX-XX (fig. 1). 69 11161 2 2007484 Fig» 3 est une vue en bout dans le sens de la flèche XXX (fig. 1). Dans l'exemple illustré sur les dessins, on a réalisé un moteur électrique linéaire qui comprend une armature 10 formée 5 d'une barre rectiligne en matière ferro-màgnétique. Autour de cette barre 10 est monté un enroulement 12 conducteur de l'électricité, l'enroulement 12 étant isolé par rapport à la barre 10. Un stator 14 à travers lequel s'étend l'armature 10, comprend quatre pièces polaires 16, 18, 20 et 22 espacées dans le sens 10 axial. Ces pièces polaires ont une forme annulaire et elles sont reliées entre elles par un carter cylindrique extérieur Zk en matière ferro—magnétique. Les pièces polaires extrSmes 14 et 22 referment les extrémités du carter cylindrique extérieur 2k0 A. chaque extrémité du stator, on monte trois chapes ou sup-15 ports 26 (fig. 1 et 3) régulièrement décalés angulairement autour de l'armature 10. Ces supports 26 sont placés aux extrémités du carter, dans les zones terminales où l'armature 10 en dépasse. Un galet 28 tourne librement dans chaque chape ou support 26. On confère à chaque galet 28 un profil qui lui permet de s'adapter 20 à la courbure de l'enroulement 12 dont l'armature 10 est pourvue; ainsi, les groupes de trois galets 28 prévus aux deux extrémités du stator constituent un guidage pour l'armature 10 qui se trouve maintenue à travers les alésages des pièces polaires. Les galets 28 sont fabriquée en matières électriquement isolantes. 25 Trois enroulements de champ 30, 32 et 3k sont disposés dans les espaces annulaires séparant les pièces polaires adjacentes. Le branchement est tel que lorsqu'un courant continu circule à travers ces enroulements 30, 32, 3k, on forme trois circuits magnétiques dont chacun est orienté radialement dans les pièces po-30 laires pour traverser des sections de l'armature 10 et du carter extérieur 14. Bien entendu, on comprend que chaque pièce polaire intermédiaire 18 ou 20 fait partie de deux circuits magnétiques adjacents, le sens du courant dans les enroulements de champ 30, 32, 3k étant choisi de façon que les flux magnétiques aient des 35 directions opposées dans les circuits adjacents, ce qui leur permet de se combiner dans les pièces polaires intermédiaires 18 et 20. L'orientation des différents champs magnétiques est schématisée par des flèches sur la fig» 1 . Des paires de balais en carbone k2 sont placées sur les cî-40 tés des pièces polaires intermédiaires 18 et 20 pour assurer le 11161 3 2007484 contact sur l'enroulement 12 de l'armature, de façon à exciter les portions considérées de cet enroulement au niveau des pièces polaires en question (le revêtement isolant a été retiré de la surface extérieure de l'enroulement 12 afin de permettre le con— 5 tact). Les balais kZ coulissent dans des porte-balais 36 qui pivotent sur les côtés des pièces polaires 18 et 20 ; des ouvertures 38 sont prévues sur la paroi périphérique du carter cylindrique 2k face à ces porte-balais pour permettre d'accéder aux balais k2 et de les remplacer en cas d'usure. Un ressort de torsion 40 10 équipe chaque porte-balai pour maintenir le balai kZ correspondant appliqué sur l'enroulement 12. Le montage de l'ensemble est tel que lorsqu'on excite les enroulements de champ et l'enroulement 12 de l'armature 10, cette dernière est soumise à une poussée axiale proportionnelle au produit du flux magnétique dans les 15 circuits magnétiques du stator H et de la densité de courant dans l'enroulement 12 de l'armature. Du fait de la forme particulière du stator ci-dessus décrit, le flux magnétique dans les pièces polaires et dans le carter cylindrique extérieur se trouve réparti de façon homogène autour de l'armature. La forme an-20 nulaire des pièces polaires 16, 18, 20 et 22 facilite le montage des balais à la façon qui vient d'être décrite» Il doit être entendu qu'on ne quitterait pas le cadre de l'invention en modifiant des détails de ce moteur. Par exemple, le stator pourrait comporter ion nombre quelconque de pièces po— 25 laires (au moins deux) et un nombre correspondant d'enroulements de champ (au moins un). Par ailleurs, il n'est pas obligatoire de monter l'armature 10 entre des galets tels que 28; si cela était préférable, on pourrait la guider dans des paliers lisses. Un moteur linéaire du genre qui vient d'être décrit peut 30 être utilisé dans de nombreuses applications, lorsqu'on désire obtenir un mouvement alternatif simple. Par exemple, on peut l'utiliser pour actionner les portes d'un ascenseur. Selon les utilisations prévues, on peut fixer à un support immobile, soit le stator, soit l'armature 10, l'autre élément étant relié à la 35 partie qu'on désire déplacer. 11161 k 2007484 REVENDICATIONS 1 — Moteur électrique linéaire caractérisé en ce qu'il comprend des pièces polaires de forme annulaire, décalées dans le 5 sens axial autour d'une armature, et reliées les unes aux autres par un carter continu en matière ferro—magnétique pour refermer un circuit magnétique» 2- Moteur électrique linéaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter ferro-magnétique est de forme 10 cylindrique. 3- Moteur électrique linéaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois pièces polaires décalées dans le sens axial, la pièce polaire intermédiaire ou chaque pièce polaire intermédiaire étant incorporée à deux cir- 15 cuits magnétiques adjacents» 4- Moteur électrique linéaire suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 3i caractérisé en ce qu'on monte sur les cÔ» tés des pièces polaires, des balais qui prennent appui sur l'enroulement de l'armature, 20 5- Moteur électrique linéaire suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'une ouverture est pratiquée dans le carter extérieur face à chaque balai pour permettre d'accédar à celui— .ci à travers l'ouverture et de le remplacer facilement. 6— Moteur électrique linéaire suivant une ou plusieurs des 25 revendications 1 à 5» caractérisé en ce qu'on monte aux extré-» mités opposées du moteur, des groupes de galets susceptibles de guider l'armature. 7— Moteur électrique linéaire suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les galets sont montés chacun dans un sup- 30 port qui dépasse hors de la pièce polaire terminale considérée, cette pièce formant le flasque qui referme le carter. 8— Moteur électrique linéaire suivant une ou plusieurs des revendications 1 à 7» caractérisé en ce que l'enroulement de champ, ou chaque enroulement de champ, est logé à l'intérieur du 35 carter entre deux pièces polaires adjacentes.