Brevet FR2280229A1 — publié le 19760220

La présente invention conserne un dispositaf à moteur électrique linéaire destiné, notamment, à la mise en rotation de phares de balisage lumineux. Les dispositifs actuels de mise en rotation de pha- res de balisage comportent un moteur électrique à vitesse standard muni d1un réducteur et d'un embrayage pour un moteur de secours. Ces dispositifs comportent donc un ensemble m6canique lourd, relativement coûteux et nécessitant un entretien per- manent, la vitesse de rotation elle-meme étant relativement difficile à maintenir ù une valeur déterminée. Le dispositif selon l'invention, muni d'un moteur électrique linéaire, permet de réduire au minimum le nombre de pièces mécaniques en mouvement et comporte un régulateur de vitesse smple et précis, ne nécessitant aucun entretien) ledit dispositif ayant en outre une très faible consommation en énergie électrique. le- dispositif rotatif selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait au'il comprend un moteur électrique linéaire comportant un inducteur fixe et un induit mobile sous la forme d'un anneau solidaire d'un axe de rotation lui-même slidaire de l'organe à entrainer, ledit moteur étant relié à une source d'alimentation régulée et étant muni d'un dispositif de régulation de vitesse du type par équilibrage de couple ou par tout ou rien. Suivant d'autres caractéristiques - l'anneau est réalisé en fer doux recouvert d'une feuille de matériau conducteur tel que le cuivre - suivant une première forme de réalisation, le dispo- sitit de régulation de vitesse par tout ca rien comprend, sur l'anneau mobile, des trous équidistants ménagés dans la feuille de matériau conducteur2 et disposé à l'aplomb desdits trous, un détecteur relié à un circuit d'établissement et de coupure d'alimentation dudit moteur, ledit circuit comprenant un circuit monestable dont la sortie est reliée à une première entrée de commande d'une bascule bistable, dont la seconde entrée de commande est reliée à la sortie dudit détecteur, et dont la sor tie est reliée à une entrée de commande dun interrutpour stati- que, lui-m8me connecté en série entre ledit moteur et la source d'alimentation, ladite. bascule comportant en outre une entrée de conditionnement - suivant une seconde forme de réalisation, le cirsuit d'établissement et de coupure d'alimentation du moteur comprend un circuit monostable dont la sortie est directement reliée à entrée de commande de l'interrupteur statique - dans le cas d'un ensemble mobile à très faible inertie, le dispositif de régulation de vitesse est du type à équilibrage de couple et il est constitué par un aimant permarnent solidaire de l'inducteur du moteur et en regard de l'an- neau de matériau conducteur, non perforé, agissant par formation de courants de Foucault dans ledit matériau conducteur, le couple de freinage ainsi créé équilibrant le couple moteur, ledit moteur étant connecté à une source d'alimentation à tension régulée. D'autres caractéristiques et avantages de la pré sen.te invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente un schéma d'un dispositif. rotatif pour phare de balisage muni de son ensemble de rd- gulation ; et - ia figure 2 représente le mme dispositif, muni d'un ensemble de régulation simplifié dans le cas d'un ensemble rotatif à plus faible inertie. Sur ces dessins, les mêmes références désignent les mêmes éléments. En se référant à la figure i, la partie tournante d'un phare (non représenté) comprend un anneau 1 de fer doux recouvert d'une feuille d1un matériau conducteur tel que le cuivre, d'épaisseur convenable, par exemple 1 mm. Le moteur linéaire 2 est disposé au-dessus de la parte conductrice dudit anneau 1 à une distance convenable, par exemple de l'ordre de 1 mm, et il exerce sur ledit anneau une poussée tangentielle qui assure la rotation de ce dernier. l'anneau 1 est en outre solidaire d'un arbre de rotatIon 3, lui-m!me rattaché à ltor- gane à mettre en mouvement, tel qu'un phare.La partie tournante du dispositif est donc uniquement constituée par l'anneau 1 et l'aspe 3. Le dispositif de base ci-dessus est applicable aux phares tournants alimentés sur le secteur alternatif. La puissance à fournir étant faible, dans le cas d'un phare de balisage notamment, le moteur linéaire est à faible puissance et présente par exemple une poussée maximale de l'ordre de 10 Newtons. La vitesse de synchronisme étant cependant plus élevée que la vitesse nécessaire, on adjoint au moteur un dispositif de régulation de vitesse. Selon une première forme de réalisation et en se référant à la figure 1, le dispositif de régulation de vitesse est constitué par un circuit électronique en trois éléments, à savoir, un capteur 4 de centrale de la vitesse de l'anneau 1, un interrupteur statique 5 qui assure la miss sous tension et la coupure du moteur 2, et un ensemble électronique comprenant un circuit monostable 6 et une bascule bistable 7. t'alimentation générale est fournie par le courant alternatif du secteur en A, à partir duquel est dérivée une source d'alimentation B à courant continu destiné aux différents circuits. L'ensemble du dispositif comprend un capteur 4 disposé à l'aplomb de l'anneau 1 dont la feuille de cuivre comporte des trous 8 équidistants dont la fonction sera expliquee ci-après. Le capteur 4 es-t relié, par l'intermédiaire d'un condensateur C1, dtune part à l'entrée 9 du monostable 6, et dtautre part, à l'entrée de commande 11 de la bascule 7. Le monostable 6 comporte le condensateur C2 et le potentiomètre P usuels de réglage de la base de temps. Le monostable 6 comporte en outre une sortie directe 12 et une sortie inversée 13, seule cette dernière étant utilisée. La sortie 13 est connectée à entrée D de la bascule bistable 7 qui comporte également une entrée de commande 11 reliée à la sortie du détecteur 4. La sortie inversée 14 de la bascule 7 n'est pas utilisée tandis que la sortie directe 15 de ladite bascule est connectée à l'en- trée de commande E de l'interrutpeur statique 5. Un circuit de conditionnement comprenantlecordensateur CDet la résistance R est relié à entrée 16 de conditionnement de la bascule 7. La fonction du capteur de vitesse 4 est de fournir des Impulsions électriques à une fréquence proportionnelle à la vitesse de l'anneau 1. Il est constitué par un détecteur de proximité qui donne une impulsion électrique quand une pièce métallique passe devant sa surface sensible. Dans le présent exemple le capteur 4 est placé à l'aplomb de l'anneau 1, ce aernier comportant des trous équidistants 8 percés dans la partie conductrice dudit anneau. Le passage des trous devant le capteur entrasse le déclenchement d'une impulsion pour chaque trou.Ces impulsions sont envoyées au circuit électronique 6-7 qui met le moteur sous tension dans les conditions suivantes si T est le temps séparant deux impulsions successives et Tn est le temps correspondant à la vitesse normale, tant que T est plus long que Tn, le circuit électronique alimente le moteur 2, et lorsque T devient plus petit ou égal à Tn ledit. circuit coupe l'alimentation du moteur. Mu départ, la vitesse augmente donc régulièrement puis, quand ia vitesse normale-est atteinte, lemoteur est coupé. Il est remis sous tension dès qu'un léger ralentissement se produit. Lorsque la bascule 7 est sur la position "1" sur sa sortie 15, elle commande la fermeture de l'interrupteur statique 5 qui setionne le moteur. Au moment de la mise sous tension, pendant la charge du condensateur C3 du circuit de condition- nement C3-R, la bascule qui a son entrée 16 en position ':1" pré sente tétant "1" sur sa sortie 15 et le moteur démarre. Le capteur produit des impulsions qui sont envoyées au monostable 6 ainsi qutà la bascule 7.A chaque impulsion, le monostable 6 bascule et reste sur la position "1" pendant le temps Tn puis il revient à la position "0". Lorsqu'une impulsion arrive par la ligne 10, elle met la bascule 7 sur la position "1" si le monostable 6 est sur la position "0" et elle met la bascule 7 sur la position "0" si le monostable 6 est sur la position "1" (puisque le temps de basculement Tn n'est pas écouié). Si la vitesse est trop faible, lorsqu'une impulsion arrive, le temps Tn est écoulé, le monostable 6 est revenu à et cette impulsion met la bascule 7 dans la position "1" si elle n2y est pas déjà, ce qui a pour effet de mettre le moteur sous tension ou de l'y maintenir. Au contraire, si la vitesse est trop élevée, l'impulsion arrive pendant le temps Te et elle a pour effet de mettre la bascule à la position "0" et de couper le moteur. Le monostable 6 est du type à redéclenchement, ctest-à-dire que s'il reçoit une impulsion quand il est basculé en position "1", il prolonge le temps de basculement du temps normal Tn, prolongation qui peut durer aussi longtemps que le temps T séparant les impulsions est plus petit que le temps En. Tant que la vitesse de rotation est trop élevée, le monostable reste basculé en position "1" et le moteur est coupé. Moteur n'est donc mis sous tension que pendant le temps nécessaire au maintien de la vitesse de rotation à sa'valeur normale désirée. La vitesse subit donc de légères oscillations en dents de scie autour de la vitesse moyenne, ces oscillations étant d'autant plus faibles que l'inertie de la partie tournante est plus importante et que le nombre Q'impulsions par tour est plus grand. Dans le cas où l'inertie de la partie tournante est faible, les oscillations de la vitesse peuvent devenir trop fortes. Il y a donc lieu de réduire la durée des périodes d'accélération, ce qui est obtenu au moyen d'un dispositif dé régulation représenté sur la figure 2. En se référant à la figure 2, la commande de ltin- terrupteur statique 5 est reliée directement à la sortie 13 du monostable 6. A chaque impulsion provenant du détecteur 4, il y a donc coupure d'alimentation du moteur. Au démarrage, les périodes d'accélération sont longues par rapport au temps de coupure. En marche normale, leoteur est mis sous tension pendant de courtes périodes, juste avant l'instant de début d'd- tablissement de chaque impulsion, lorsque la vitesse a légèrement diminué. Dans le cas d'une inertie très faible de la partie tournante, la régulation par tout ou rien du type ci-dessus peut devenir inapplicable. La solution consiste alors à profiter de la présence d'un anneau de cuivre pour réaliser un freinage par courants de Foucault, à l'aide d'un ainlant permanent soli daire du moteur et placé très près de anneau de cuivre. Le cou- ple moteur diminuant avec la vitesse alors que le couple de freinage augmente avec la vitesse, il s2établ;1t un équilibre lorsque le couple moteur est égal au couple de freinage. La vitesse reste stable tant que les variations du couple résistant dues aux frottements mécaniques restent faibles par rapport au freinage dû aux courants de Foucault. Le couple moteur reste constant en alimentant le moteur par l'intermédiaire par exemple d'un régulateur de tension à fer saturé. Les circuits électroniques mentionnés ci-dessus, à savoir interrupteur statique, monostable et bascule, peuvent entre de touQkype approprié connu en soi et notamment sous la forme de circuits intégrés. Il est bien entendu que la présente invention nta été décrite et représentée qur titre d'exemple préférentiel et quron pourra y apporter toute équivalence technique sans sortir de son cadre, qui est défini dans les revendications annexées. REVEIT CATI ONS 1. Dispositif rotatif, applicable notamment à l'en- trainement de phares de balisage lumineux, caractérisé par le fait qu'il comprend un moteur électrique linéaire comportant un inducteur fixe et un induit mobile sous la forme dtun anneau solidaire d'un axe de rotation, lui-mEme solidaire de l'organe à entraSner, ledit moteur étant relié à une source d'ali tentation régulée et étant muni dùn dispositif de régulation de vitesse du type par équilibrage de couple ou par tout ou rien. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'anneau est réalisé en fer doux recouvert dune feuille de matériau conducteur tel que le cuivre 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de régulation de vitesse par tout ou rien comprend, sur l'anneau mobile, des trous équidistants me- nagés dans la feuille de matériau conducteur et, disposé à l'aplomb desdits trous, un détecteur relié à un circuit d'établissement et de coupure d'alimentation dudit moteur1 ledit circuit comprenant un circuit mono stable dont la sortie est reliée à une première entrée de commande d'une bascule bistable, dont la seconde entrée de commande est reliee à la sortie dudit détecteur, et dont la sortie est reliée à une entrée de commande d'un interrupteur statique, lui-même connecté en série entre ledit moteur et la source d'alimentation, ladite bascule comportant en outre une entrée de conditionnement. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de régulation de vitesse par tout ou rien comprend, sur l'anneau mobile, des trous équidistants ménagés dans la feuille de matériau conducteur et, disposé à à l'aplomb desdits trous, un détecteur relié à un circuit d'établissement et de coupure d'alimentation dudit moteur, ledit circuit comprenant un circuit monostable dont la sortie est directement reliée à entrée de commande de l'interrupteur statique. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de régulation de vitesse du type à équilibrage de couple est constitué par un aimant permanent solidaire de l'inducteur du moteur et en regard de 11 anneau de matériau conducteur, non perforé, agissant par formation de courants de Foucault dane ledit matériau conducteur, le couple de freinage ainsi créé équilibrant le couple moteur, le dis moteur étant connecté à un source d'alimentation à tension régulée. 6. Phare de balisage lumineux tournant, comportant un dispositif rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.