Brevet FR2012907A1 — publié le 19700327

-1- 2Q12907 La présente invention concerne un enroulement inductif nanti d'un circuit ferro-magnétique. Des enroulements de ce type sont utilisés par exemple, dans des bobines d'arrêt, des électroaimants, deo relais, des transformateurs, des machines électriques et des 5 instruments électriques de mesure. Jusqu'ici, l'enroulement et le circuit ferro-magnétique étaient réalisés séparément, le circuit ferro-magnétique est obtenu par exemple on empilant un grand nombre de lamelles aimantables et l'enroulement peut être obtenu en enroulant un fil isolé conduc-10 teur de l'électricité sur ou autour du circuit magnétique. Le processus global est relativement compliqué et est très difficile, en particulier, si l'enroulement est de très petites dimensions,comme cela est souhaitable pour la miniaturisation de divers éléments électriques. 15* La présente invention a notamment pour objet un enroulement inductif avec un circuit ferro-magnétique, qui peut être fabriqué d'une façon très simple et qui peut être exécuté sans difficulté à de très petites dimensions. Suivant l'invention, 1'enroulement et le circuit ferro-ma-20 gnétique sont formés simultanément en enroulant une bande aimantable électriquement isolante présentant une configuration conductrice de l'électricité. La bande aimantable peut être produite d'une façon analogue aux bandes non-aimantables utilisées à des fins d'enregistrement 25 d1 informations, notamment en dispersant une matière aimantable finement divisée dans une bande faite en une matière isolante ou bien en appliquant un enduit à une telle bande. Dans les bandes connues, on utilise une matière aimantable dont la force coercitive est aussi grande que possible, du fait que la configuration d'aimantation 30 obtenue par l'enregistrement doit être conservée pendant un temps indéfini. Dans uijénroulement inductif du type auquel se réfère l'invention, il est généralement souhaitable que l'aimantation varie en fonction du courant circulant dans l'enroulement. Pour cette raison, la bande aimantable utilisée pour produire l'enroulement 35 suivant l'invention comprend en général une matière aimantable ayant une force coercitive faible. Il convient de noter que les mémoires dites à couches minces 69 23910 -2- 2012907 comprennent une couche aimantable à laquelle une configuration conductrice de l'électricité est appliquée pour que certaines zones de la couche puissent être amenées sélectivement à un état différent d'aimantation. Toutefois, cette couche comprend égale-5 ment une matière aimantable dont la force coercitive est aussi élevée que possible. En outre, la couche ne peut pas être enroulée» étant donné qu'elle est généralement appliquée à un support rigide, par exemple une plaque de verre. Dans une forme de réalisation utile de l'invention, la bande 10 comporte des orifices formant des passages de circulation pour le refroidissement de l'enroulement après son bobinage. La configuration conductrice peut être appliquée à la bande aimantable de n'importe quelle façon voulue, par exemple par impression, par pulvérisation ou par frittage, par dépôt sous vide ou 15 par dépôt électrolytique. La forme de la configuration conductrice dépend des propriétés voulues de l'enroulement. Sous sa forme la plus simple, la configuration est celle d'une couche conductrice continue cohérente, de sorte qu'on obtient un enroulement plat en spirale lorsque la 20 bande est enroulée. En général, la configuration peut être déterminée en traçant un développement dans un plan de l'enroulement voulu. Ainsi, on se rend compte que, grâce à la présente invention,, on peut produire d'une façon très simple des enroulements destinés à des applications spéciales. Quelques exemples de ces enroulements 25 sont donnés ci-après. Un premier exemple est un moteur du type Eaulhaber. Dans un tel moteur, les spires de l'enroulement du rotor se trouvent dans des plans inclinés par rapport à l'axe. On peut obtenir un tel enroulement en utilisant une bande aimantable présentant une confi-30 guration conductrice en zig-zag. Un second exemple est un moteur pas à pas dans lequel une roue polaire portant une série de pôles d'aimant avec des signes alternativement différents autour de sa circonférence est mise en rotation entre deux enroulements de stators, chacun d'eux pré-35 sentant une série de pôles avec des signes alternativement différents, dont les polarités sont inversées pour chaque pas. Les enroulements des stators de ce type peuvent être obtenus en enroulant 69 23910 -3- ■2012907 line bande aimantable portant une configuration en forme de méandre ou/" Un troisième exemple est un électroaimant avec une très faible dispersion. Dans un électroaimant comportant un noyau mobile et un enroulement cylindrique classique, le noyau est accéléré très len-5 tement après l^éiise en circuit du courant d'excitation en raison de la dispersion II a été proposé de supprimer cet inconvénient au moyen d'une configuration de l'extrémité de l'enroulement vers laquelle le noyau est déplacé, dans laquelle la longueur de l'enroulement est plus grande à l'extérieur qu'au milieu, de façon que le 10 corps de l'enroulement présente un évidement conique. Lorsqu'on utilise l'invention, on peut obtenir un enroulement de ce type au moyen d'une bande aimantable dont la configuration conductrice est en forme de trapèze. D'une façon générale, l'enroulement suivant l'invention pré-15 sente de très faibles pertes. Pour des fréquences élevées, les pertes par courant de Foucault peuvent être réduites au minimum en u-tilisant une bande avec une couche aimantable extrêmement mince. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressor-tiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins 20 annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : les figures 1, 2 et 3 montrent divers exemples d'une configuration conductrice appliquée à une bande aimantable ; 25 la figure 4 est une coupe longitudinale d'un électroaimant présentant une faible dispersion et qui comporte un enroulement suivant l'invention; la figure 5 est un graphique permettant d'expliquer le fonctionnement de 1'électroaimant représenté sur la figure 4 ; 30 la figure 6 montre la bande avec laquelle l'enroulement de 1'électroaimant de la figure 4 est formé ; la figure 7 montre en perspective les deux stators d'un moteur pas à pas,dont les enroulements sont formés avec une bande comme celle représentée sur la figure 3 ;et 35 la figure 8 est une coupe transversale d'une bande ave;: la quelle on peut former un enroulement suivant l'invention. Sur les figures 1, 2 et 3, le numéro de référence 1 désigne 69 23910 2012907 une bande aimantable qui peut être produite d'une façon analogue aux bandes classiques utilisées pour enregistrer des informations. Dans ce but, une matière aimantable finement divisée est dispersée dans la matière de la bande ou dans un enduit appliqué à la bande. 5 Dans les bandes connues, la matière aimantable présente une grande aimantable force coercitive, mais la matière/incorporée dans la bande 1 présente une faible force coercitive. La bande 1 présente une configuration 2 conductrice de l'électricité qui est en forme de zig-zag dans les bandes représentée sur les figures 1 et 2 et en forme de 10 méandre dans la bande représentée sur la figure 3. La configuration comporte des saillies 3 pour établir les connexions électriques voulues. La figure 4 représente un électroaimant dont l'enroulement a été formé avec une bande comme celle représentée sur la figure 6. 15 Dans la bande représentée sur la figure 6, la configuration conductrice est une surface cohérente 4 ayant la forme d'un trapèze. En enroulant cette bande en commençant à l'extrémité de gauche, on obtient l'enroulement 5 représenté sur la figure 4. Cet enroulement est d'une longueur plus grande à l'extérieur qu'au milieu, 20 de sorte que le corps de l'enroulement présente un évidement conique. Un noyau 6 est mobile à l'intérieur de l'enroulement. La courbe 7 de la figure 5 représente la force exercée sur " le noyau en fonction de son déplacement pour un enroulement cylindrique classique, tandis que la courbe 8 représente la même force 25 pour l'enroulement 5. Comme on le voit d'après la courbe 8, la force exercée sur le noyau, est plus grande que dans le cas d'un enroulement cylindrique sur une grande partie du trajet, de sorte que le noyau est déplacé plus rapidement et que l'on peut obtenir la même force avec un plus petit nombre d'ampère-tours. 30 Sur la figure 7, les deux stators d'un moteur pas à pas sont désignés par 9 et 10. Ces stators ont été formés avec une bande ayant une configuration conductrice en forme de méandre»comme représenté sur la figure 3» Comme on le voit le long de la circonférence des stators, le champ magnétique est dirigé alternativement 35 en sens opposés. Une roue polaire (non représentée) comportant des pôles magnétiques alternativement opposés le long de sa circonférence est disposée entre les deux stators. Cette roue polaire peut 69 23910 2012907 être déplacée d'un pas en inversant la polarité des enroulements des stators. Sur la figure 8, une bande 11 faite en une matière isolante est utilisée comme support pour l'ensemble suivant l'invention. 5 la bande 11 supporte un enduit 12 dans lequel est dispersée une matière aimantable finement divisée présentant une faible force coercitive. la configuration conductrice 13 est formée de- l'autre côté de la bande 11. Il est également possible d'utiliser l'enduit 12,qui rend 10 la bande aimantable,comme support pour l'ensemble et d'utiliser la couche 11 comme isolant sang^u1elle constitue un support. En outre, la matière aimantable finement divisée peut être disperséé dans la couche 11 et la couche 12 peut être omise ou utilisée simplement comme isolant. 69 23910 -6- 2012907 REVENDICATIONS 1. Enroulement inductif nanti d'un circuit ferro-magnétique , caractérisé en ce que l'enroulement et le circuit ferro-magnétique sont formés simultanément en enroulant une bande aimantable élec- 5 triquement isolante supportant une configuration conductrice de l'électricité. 2. Enroulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande comprend une matière aimantable ayant une faible force coercitive. 10 3. Enroulement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la bande présente des orifices formant des passages de circulation à des fins de refroidissement après l'enroulement de la bande. 4. Enroulement selon l'une quelconque des revendications 1, 15 2 et 3» pour un moteur du type Faulhaber, caractérisé en ce que la bande présente une configuration conductrice en forme de zig-zag. 5. Enroulement selon 1'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, pour les stators du moteur pas à pas comprenant deux stators avec une polarité réversible et une roue polaire entre lee- 20 dits stators, enroulement caractérisé en ce que la bande présente une configuration conductrice en forme de méandre ou de crénaux. 6. Enroulement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, pour un électroaimant présentant une faible dispersion, caractérisé en ce que la configuration conductrice est une surface 25 ayant la forme d'un trapèze. 7. Bande aimantable électriquement isolante présentant une configuration conductrice»caractérisée en ce qu'elle est destinée à être utilisée dans un enroulement selon l'une quelconque des revendications précédentes.