Brevet FR2026353A1 — publié le 19700918

La présente invention se rapporte à un dispositif d'entraînement électrique linéaire 1à l'aide duquel un chariot est propulsé le long d'une voie. Dans le brevet français nO 1.571.947, on décrit un agencement d'entratnement électrique comprenant une voie comportant un élément conducteur de l'électricité, un chariot mobile le long de la voie et comportant une matière magnétique agencée de manière à former un circuit magnétique comportant un entrefer à travers lequel s'étend l'élément conducteur, un conducteur électrique s'étendant parallèlement à l'élément conducteur et entouré par la matière magnétique de sorte qu'un courant alternatif traversant le conducteur produit un flux magnétique dans le circuit magnétique, et un moyen faisant varier la phase di flux du circuit magnétique traversant l'élément conducteur dans le sens de la longueur de la voie, de sorte qu'une force de réaction est appliquée au chariot et le propulse le long de la voie. Suivant la présente invention, un dispositif d'entraî nement électrique comprend une voie comportant un élément conducteur de l'électricité, un chariot mobile le long de la voie et comportant une matière magnétique agencée de manière à coopérer d'une façon électromagnétique avec l'élément conducteur, ainsi qu'une série de conducteurs électriques disposés parallèlement les uns aux autres et parallèlement à l'élément conducteur qui sont agencés de manière à être alimentés séparément par les phases d'une source de courant alternatif polyphasée, la matière magnétique entourant séparément chaque conducteur et formant pour celui-ci un circuit magnétique assoeié à travers lequel une partie respective de l'élément conducteur s'étend, chacune de ces parties respectives de l'élément conducteur étant espacée des autres parties respectives, à la fois transversalement et longitudinalement par rapport à la voie, la mise sous tension des conducteurs faisant soumettre l'élément conducteur à un flux dont la phase varie longitudinalement par rapport à la voie, de sorte qu'une force de réaction est appliquée au chariot et le propulse le long de la voie. D'une manière commode, l'élément conducteur est agencé de façon d former un support pour chacun des conducteurs. Pour être associée auKconducteurs, la matière magnétique peut autre constituée par une série de structures magnétiques séparées, chacune pour un conducteur, les structures étant espacées longitudinalement et transversalement par rapport à la voie ; en variante, la matière magnétique peut constituer une seule structure magnétique qui est inclinée à la fois longitudinalement et transversalement par rapport à la voie. Lorsque la matière magnétique constitue une série de structures magnétiques séparées, celles-ci peuvent se recouvrir les unes les autres dans le sens transversal de la voie ou bien elles peuvent se recouvrir les unes les autres dans le sens longitudinal de celle-ci. De préférence, l'élément conducteur est réalisé avec une série de régions isolantes ou dont la résistance est très élevée, lesquelles s'étendent transversalement par rapport à l'élé- ment conducteur à des intervalles qui sont espacés longitudinalement. Ces régions de résistance très élevée s'arrentent avant les bords de l'élément conducteur de sorte que des circuits de courant fermés, de forme générale rectangulaire, sont formés. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à ti tre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation confort à l'invention. Sur ces dessins, IEs Fig. la et lb représentent respectivement en vue latérale et en plan, un mode de réalisation biphasé de l'invention, Les Fig. 2a et 2b représentent respectivement un autre mode de réalisation biphasé de l'invention, en vue latérale et en plan, Les Fig. 3a et 3b représentent respectivement en vue latérale et en plan,un mode de réalisation triphasé de l'invention, Les Fig. 4a et 4b représentent,de mtme,un autre ìode de réalisation triphasé, La Fig. 5 représente, en plan, un mode de réalisatiot triphasé comportantdeux culasses magnétiques par conducteur, Les Pig. 6a et 6b représentent respectivement en vue latérale et en plan, une version triphasée ne comportant qu'une seule culasse magnétique entourant tous les conducteurs, Lés Fig. 7 et 8 représentent respectivement des varan- tes des rails deréaction des modes de réalisation des Fig I et de 4 à 6, et La Fig. 9 représente un procédé de construction d'un rail de réaction. En se reportant maintenant aux Fig. la et lb, elles représentent un rail conducteur 1 disposé horizontalement qui fait partie d'une voie préparée et qui est supporté le long de celle-ci à des intervalles espacés par des supports 2. Sur ses deux bords, le rail porte deux conducteurs électriques 3 et 4 qui sont isolés l'un de l'autre ainsi que du rail. Une culasse 5 en matière magnétique feuilletée comportant un entrefer 6 est disposée de manière à entourer le conducteur 3, le rail 1 s'étendant à travers l'entrefer 6. De même, une autre culasse magnétique 7 entoure le conducteur 4 et comporte un entrefer 8 à travers lequel s'étend également le rail le long de son bord opposé. Il va de soi qu'un chariot (non représenté) est monté sur les culasses 5 et 7. Les culasses 5 et 7 sont décalées l'une de l'autre dans le sens de la longueur du rail. Lorsque les conducteurs 3 et 4 sont alimentés par une source de courant alternatif biphasée, on voit que du fait de la différence de phase entre les courants traversant les deux conducteurs et du fait également du décalage longitudinal des culasses 5 et 7, le flux produit par les conducteurs et qui traverse le rail varie spatialement en phase dans le sens de la longueur de ce dernier. De ce fait, une force de propulsion est produite pour le chariot entre le rail 1 et celui-ci. Le sens de la force dépend des phases relatives des courants traversant les conducteurs 3 et 4 et en inversant la phase de l'un d'entre eux, on peut inverser le sens de déplacement du chariot. Il convient de se rendre compte que dans l'agencement représenté sur les Fig. la et 1b, les culasses magnétiques 5 et 7 doivent être alignées avec précision dans un plan vertical pour assurer que le rail 1 se trouve d'une manière appropriée ins les entrefers 6 et 8. En-modifiant la forme du rail conducteur, il est possible de réaliser un dispositif dans lequel les culasses magnétiqués n'ont pas besoin d'être alignées avec précision dans le plan vertical. Un tel agencement est représenté sur les Fig. 2a et 2b dans lesquelles les éléments semblables ont reçu des références numériques semblables à celles de la Fig. 1. La dif férerce principale entre le dispositif de la Fig. 2 et celui de la Fig. 1 est le fait qu'au lieu que le rail de réaction soit une tôle plane horizontale, il se présente alors sous la forme d'un U dont chacun des deux bras est entouré par l'une dès culasses magnétiques. Dans un montage biphasé, il faut prévoir un trajet de retour pour le courant traversant les deux-conducteurs et ceci nécessite soit un conducteur séparé soit de faire passer le courant de retour par le rail 1de réaction lui-même. Si on utilise un système triphasé il ne faut alors a.loun trajet de retour pour le courant,à condition que les trois conducteurs soient connectés ensemble suivant un montage en étoile à leurs extrémités. Un tel montage est représenté sur les Fig 3a et 3b. Dans cet agencement, on voit que le rail de réaction 1 comprend trois bras 21, 22 et 23, qui se terminent chacun par des conducteurs respectifs isolés 24, 25 et 26 qui sont traversés séparément par les courants des phases.Les conducteurs sont entourés par des culasses magnétiques feuilletées respectives 27, 28 et 29 qui sont décalées longitudinalement par rapport aux rails. Comme ions le dispositif représenté sur la Fig. 1, celui de la Fig. 3 nécessite un alignement précis des culasses par rapport aux rails de réaction et une version plus simplifiée d'un dispositif triphasé est représentée sur les Fig. 4a et 4b où le rail de réaction 1 comprend trois bras verticaux 36, 37 et 38 qui sont réunis par des âmes 46 et 47 et qui sont entourés par des culasses magnétiques décalées longitudinalement 39, 40 et 41. Les conducteurs sont indiqués par les références numériques 42, 43 et 44. Du point de vue électrique, les agencements des Fig. 3 et 4 sont semblables. Il convient de noter que dans le mode de réalisation représenté sur les Fig. 4a et 4b, les culasses magnétiques se recouvrent les unes les autres dans le sens transversal du rail. Ce recouvrement transversal peut également être utilisé pour d'autres agencements suivant l'invention ; par exemple ceux des Fig. 1 et 2 peuvent être modifiés de cette manière. Dans chacun des agencements décrits jusqu'à présent, on n'utilise qu'une seule culasse magnétique par phase et à volonté on peut augmenter ce nombre en associant deux ou un plus grand nombre de culasses à chaque conducteur. Un tel agencement est représenté en plan sur la Fig. 5 dans laquelle les éléments semblables ont reçu des références numériques semblables à celles des Fig. 4a et 4b. Sur la Fig. 5, les culasses magnétiques sont représentées comme se recouvrant dans le sens longitudinal du rail, ce recouvrement longitudinal pouvant également, bien entendu , être utilisé dans les agencements où l'on n'utilise qu'une seule culasse pour chacun des conducteurs. On peut simplifier les agencements représentés et décrits ci-dessus en utilisant au lieu d'une culasse magnétique séparée pour chaque conducteur, f une seule culasse magnétique qui entoure la totalité de ceux-ci. Un tel agencement est représenté sur les Fig. 6a et 6b, sur lesquelles la culasse magnétique est indiquée par la référence numérique 45. On voit que la culasse 45 est inclinée dans le sens longitudinal et dans le sens transversal par rapport au rail et qu'elle assure de ce fait le déphasage nécessaire dans le sens de la longueur du rail du flux auquel sont soumises les branches 36, 37 et 38 du rail de réaction. (Le rail de réaction 1 et les conducteurs 42, 43 et 44 sont les mêmes que sur les Fig. 4a et 4b, et on a utilisé les mêmes références numériques pour indiquer des éléments correspondants). Dans une variante de l'agencement représenté sur les Fig. 6a et 6b, la culasse magnétique 43 est formée de feuillets disposés en gradins qui s'étendent dans le sens transversal du rail de réaction. On se rend compte que dans les dispositifs décrits plus haut, la force de propulsion qui entraîne le chariot le long de la voie est produite du fait de l'interaction des courants qui sont produits dans ce dernier par le flux magnétique dû à un premier conducteur et du flux magnétique déphasé dû à un ou plusieurs autres conducteurs. De cette manière, lorsque des culasses magnétiques séparées sont utilisées comme dans les dispositifs des Fig. 1 à 5, 1'espacement longitudinal des culasses doit être suffisamment faible pour que se produise l'interaction nécessaire. De meme, dans le dispositif de la Fig. 6, une trop grande inclinaison de la culasse magnétique se traduit par une force faible ou nulle du fait que le courant induit dans le rail par l'un des conducteur s'écoule suivant un circuit qui est à peu près complètement séparé des circuits magnétiques qui sont associés aux autres conducteurs. Des considérations semblables s'appliquent au passage du courant dans le sens transversal par rapport au rail . Afin de contraindre le courant dû à chacun des conducteurs à passer dans le rail de-réaction de façon à réagir avecles flux qui sont dus aux autres conducteurs, le rail de réaction est de pre:éren- ce pourvu de régions isolantes/dont la résistance est très élevée qui s'étendent transversalement par rapport au rail de réaction à des iitervalles espacés longitudinalement. il convient de se rendre compte que ces régions dont la résistance est très élevée s'arrêtent avant les bords du rail de réaction de façon à fe--mer des circuits de courants fermés, de formes générales rectangulaires. Une manière utilisée pour produire des régions dont la résistance est très élevée consiste à fendre le rail de réaction et la Fig. 7 représente le rail de réaction de la Fig. 1 compor- tant des fentes 31 qui sont formées dans ce but. De même, 'e3 Fig. 8a et 8b représentent les rails de réaction des Fig. 4 a@t sur lesquels ont été formas des fentes 32. es rails de réaction représentés sur les Fig. de 1 à 8,le sont comme étant constitués par une seule épaisseur de matière conductrice ; cependant dans certains agencements, les raies de réaction peuvent avantageusement présenter une construction composite. La Fig. 9 représente les rails de réaction des modeF de réalisation des Fig. de 4 à 6 constitués de trois éléments en tôle en forme de U séparés 33, 34 et 35 qui sont réunis ensemble On se rend compte que le rail de réaction du dispositif des -ig 3a et 3b peut également être formé d'une manière composite sem- blable. A volonté, dans l'un quelconque des dispositifs décrits, on peut utiliser deux ou un plus grand nombre de conducteurs er parallèle au lieu d'un seul conducteur. Dans les dispositifs décrits, le rail de réactif est fixé mécaniquement aux conducteurs à l'aide d'une matière isolante et il supporte les conducteurs aux positions voulues. A volonté. cependant, les conducteurs peuvent être supportés de plus Ou en variante à des intervalles espacés par des éléments de support oui sont réalisés spécialement. Dans un tel agencement, le rail de rection peut comporter des fentes ou des intervalles destinés à recevoir les éléments de support et lorsqu'il n'est pas utilisé pour constituer un support, il peut ne pas comporter les conducteurs. La présente invention est appliquée de manières diverses pour le transport des marchandises et des personnes et elle est partieulièrement utile lorsqu'il s'agit de trajets sur de courtes distances. L'un des buts principaux de l'invention est la realise.- tion d'un agencement d'entraînement électrique dans lequel un véhicule reçoit du courant de conducteurs fixes disposés le long d'une voie, d'une manière ne comportant pas d'dssment de contact. De ce fait, la présente invention se rapporte particulièrement au domaine des véhicules montés sur coussins de gaz du fait qu'on peut utiliser complètement les avantages du support par coussin de gaz sans avoir besoin d'élément de contact. il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'entraînemend électrique caractérisé en ce qu'il comprend une voie comportant un élément conducteur de l'électricité, un chariot mobile le long de la voie et comportant une matière magnétique agencée de manière à coopérer d'une façon électromagnétique avec l'élément conducteur, et une série de conducteurs électriques s'étendant parallèlement les uns aux autres ainsi qu'à l'élément conducteur, ces conducteurs étant agencés de manière à etre alimentés séparément par es phases d'une source de courant alternatif polyphasée, la matière magnétique entourant séparément chaque conducteur et formant pour chacun d'eux un circuit magnétique associé comportant un entrefer à travers lequel passe une partie respective de l'élément conducteur, chacune desdites parties respectives de l'élément conducteur étant espacée des autres parties respectives à la fois dans le sens transversal et dans le sens longitudinal de la voie, la mise sous tension des conducteurs faisant soumettre l'élément conducteur à un . flux dont la phase varie dans le sens longitudinal-de la voie, de sorte qu'une force de réaction est appliquée au chariot et- le propulse le long de celle-ci. 2. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur sert à supporter chaque conducteur. 3. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la matière magnétique constitue une série de structures magnétiques séparées, chacune pour un conducteur, les structures étant espacées dans le sens transversal et dans le sens longitudinal de la voie. 4. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la matière magnétique constitue une seule structure magnétique qui est inclinée à la fois transversalement et longitudinalement par rapport à la voie. 5. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les structures magnétiques séparées se recouvrent les unes les autres, dans le sens transversal de la voie. 6. Dispositif drentraînement électrique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les structures magnétiques serecouvrent les unes les autres dans le sens longitudinal de la voie. 7. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit magnétique associé à chacun des conducteurs ne comporte qu'un seul entrefer. 8. Dispositif d'entraînement électrique suivant n'importe laquelle des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites parties respectives de l'élément conducteur sont forées par des bras parallèles qui s'étendent dans le sens longitudinal de la voie. 9. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les bras sont disposés verticalement et sont reliés entre eux à leur base par une ou plusieurs âmes horizontales,des moyens étant disposés en-dessous des âmes afin de supporter l'élément conducteur 10. Dispositif d'entraînement électrique suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 7, caractérisé en ce que trois de ses conducteurs sont agencés de manière à être alimentés par une source de courant électrique triphasée, dans lequel lesdites parties respectives de l'élément conducteur sont formées par trois bras disposés en étoile et s'étendant longitudinalement par rapport à la voie et radialement à des-intervalles -de 1200. 11. Dispositif d'entraînement électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'élément conducteur comprend une série de régions isolantes ou dont la résistance est très élevée dont chacune d'elles s'étend d'une manière générale transversalement par rapport à l'élément conducteur,-les régions isolantes ou de résistance très élevée étant espacées longitudinalement par rapport à l'élément conducteur et s'arrêtant avant les bords de celui-ci de façon à former des circuits de courant de formes générales rectangulaires. 12. Dispositif d'entraînement électrique suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les région-s isolantes ou de résistance très élevée sont réalisées à l'aide de fentes formées dans l'élément conducteur. 13. Dispositif d'entraînement électrique-suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qutil y a au moins trois de ces conducteurs, l'élément cqnducteur étant composite et étant constitué par une série de parties conductrices dpnt chacune estoeuplée d'une façon-électromagnétique avec les cir cuits magnétiques qui sont associés à deux conducteurs respectifs. 14. Voie caractérisée en ce qu'elle est utilisée avec un dispositif d'entraînement électrique suivant l'une des revendications 1 à 13. 15. Chariot caractérisé en ce qu'il est utilisé avec un dispositif d'entralnement électrique suivant l'une des revendications f à 13.