Brevet FR2316777A1 — publié le 19770128

La présente invention concerne les machines synchrones et leurs applications et, plus précisément, la mise en oeuvre de ces machines comme moteurs pas à pas ainsi que d'autres applications0 Dans son application aux moteurs pas à pas et aux moteurs analogues, l'invention est destinée à en améliorer les performances et à permettre leur départ et leur arr8t rapides. Pendant un certain temps les possibilités d'ae- célération des moteurs pas à pas ont limité les performances qu!on peut atteindre des circuits de commande de position point par point. En ce qui concerne par exemple les moteurs pas à pas antérieurs du type décrit par A.E.Snowden et dans "Characteristics of a synchronous Inductor Motor" Trans. AIEE (Applications and Industry) vol. 81, Mars 1962 pages 1 à 5, par exemple, leurs performances sont limitées par une inertie excessive du rotor. Dans d'autres types connus de réalisation, tels ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis dtAmérique no 3 169 202, les performances ont été limitées, en particulier par une réluctance excessive de l'armature flexible.Lorsque de grandes vitesses d'avance, de l'ordre de 2 000 pas par seconde doivent être atteintes avec des moteurs pas à pas à aimant permanent ou à réluctance variable de la technique actuelle, il est souvent necessaire d'utiliser des-circuits d'accelération et de décélération pour espacer les impulsions de commande pendant le démarrage et l'arrêt de façon à empêcher les accélérations demandées de dépasser les possibilités du moteur. De tels circuits spéciaux sont décrits par exemple par D.W. Kennedy dans une note technique Discret Feedback Dynamic Control of Stepping Motors" publiée par Icon Corporation, Cambridge, Etats-Unis d'Amérique.Mais cette solution, outre qu'elle complique les circuits de commande du moteur, impose fâcheusement des conditions additionnelles aux programmes qui engendrent les instructions numériques destinées à de tels systèmes de commande. Il est souvent possible, selon la présente invention, de communiquer aux moteurs pas à pas des possibilités d'accélération suffisantes pour commander le mouvement d'un arbre mené en mettant simplement en action ou hors d'action des trains dtimpulsions de fréquence constante de manière à éliminer les complications des circuits spéciaux d'accélération susmentionnés et d'autres systèmes de programmation plus compliqués. Par conséquent, l'invention concerne essentiellement un moteur pas à pas nouveau et perfectionné qui a les performances maximales possibles dans les limites imposées par les matériaux de construction disponibles et élimine dans une large mesure ces inconvénients de la technique antérieure, l'invention concernant plus particulièrement une nouvelle machine synchrone et son mode de mise en oeuvre d'applicabilité générale. Dans l'article du Demandeur intitulé : "Stepping Motor Performance Characterisation for Point-to-Point Positional Control ((Joint Âutomatic Control Conference) publié par l'Institute of Electrical and Electronic Engineers en Juillet 1971), le problème général posé est de trouver une base rationnelle pour caractériser les moteurs pas à pas, de manière qu'unie machine appropriée puisse autre choisie pour entrefer une charge spécifiée.La solution trouvée qui stap- plique aux moteurs utilisés pour la commande de position discontinue, point par point, à boucle ouverte, est la suivante on admet que les circuits d'entraSnement utilisés sont capa bles de produire des courants d'alimentation du moteur qui sont des impulsions sensiblement rectangulaires et que le moteur doit rester synchronisé pour des variations brutales de la fréquence de ces impulsions ou "fréquence d1impulsions". Dans ces conditions, on peut caractériser le moteur par deux paramètres : le travail W par pas et la limite supérieure s deAa fréquence d'impulsion Nuf de démarrage et d'arrEt, quand le moteur tourne à vide Un mode de calcul permettant de dé a été mis au point terminer les dimensions du moteur à partir de ces deux paramètres et des spécifications de la charge. La charge est spé- cifiée en fonction de son inertie, de la vitesse maximale demandée, de l'amplitude maximale admise d'un pas et de la limite de la valeur de son couple de frottement. Un résultat additionnel de ce mode de calcul est la détermination, après que le moteur a été choisi, de rapports de multiplication appropriés du mécanisme utilisé pour coupler le moteur à sa charge. L'analyse de lrarticle susmentionné montre de plus que, en général, l'importance relative du travail par pas et de la limite supérieure de la fréquence d'impulsion est fonction des spécifications de la charge, de sorte qu'aucun compromis ntexiste manifestement entre ces deux paramètres. Pour les charges caractérisées par une inertie négligeable et par conséquent uniquement par leur couple de frottement, on peut cependant montrer que le produit du travail W par pas multi s plié par la limite supérieure de la fréquence d'impulsions Nuf (W . N ) définit complètement les possibilités d'entrat s s uf nement d'une charge du moteur. Par conséquent, ce produit est un coefficient de qualité approché pour un moteur pas à pas. Il est à noter que l'amplitude d'un pas Sm, le couple nominal F et le moment d'inertie M n'ont pas dtimportance par eux m m mêmes mais uniquement dans la mesure où ils entrent dans le travail par pas et la limite supérieure de la fréquence dtim- pulsions de démarrage et d'arrêt. Bien que le réalisateur d'un moteur pas à pas doive s'intéresser principalement à l'obtention de grandes valeurs du travail par pas et à la limite supérieure de la fréquence d'impulsions-, le problème de paramètres de réalisation appropriés pour établir une distinction entre les moteurs qui ont des valeurs comparables pour les deux premiers paramètres mentionnés plus haut se pose encore. Parmi ces caractéristiques additionnelles, on peut citer les dimensions du moteur, les pertes par effet Joule associées à la puissance RI2 dissipée dans les enroulements du moteur, l'inductance - ou l'énergie accumulée dans les enroulements (en particulier la partie non transformée-en travail mécanique) - ainsi qu'un certain nombre de facteurs additionnels parmi lesquels le bruit, la longévité et la fiabilité. L'invention concerne de plus une machine dont les dimensions nécessaires pour obtenir des valeurs avantageuses du travail par pas et la limite supérieure de la fréquence d'impulsions peut être réduite et dont les autres caractéristiques susmentionnées peuvent autre maintenues entre des limites satisfaisantes ; l'invention permet de plus d'éviter un échauffement excessif du moteur et de maintenir l'énergie accumulée dans les enroulements du moteur aussi faible que possible (celle-ci étant liée directement aux volt-ampères nominaux des composants de commande à semi-conducteurs). Un autre facteur important du fonctionnement des moteurs pas à pas est le temps nécessaire que l'organe de sortie et la charge couplée à celui-ci mettent à se stabiliser dans leur position de repos, après une série de pas. Ce temps de stabilisation est lié aux caractéristiques d'amortissement du moteur. Outre les caractéristiques d'amortissement naturel inhérentes à une configuration particulière du moteur, il est souvent nécessaire de créer un amortissement additionnel en agissant de l'extérieur ou de l'intérieur. L'invention permet de plus d'améliorer l'amortissement dtun moteur pas-à-pas de manière efficace et simple. Une étude comparative a été par ailleurs effectuée pour déterminer comment les deux paramètres-clés, le travail par pas et la limite supérieure de la fréquence d'impulsions varient en fonction des dimensions du moteur. Cette étude est résumée dans l'article du déposant : "Vfariable-Reluctance for Stepping Motor Performance Capabiliti es/Point-to-Point Positional Control" publié dans les comptes-rendus du 5ème congrès de la Pédération Internationale de la commande automatique (Paris, juin 1972) par la "Instrument Society of America".Ces résultats indiquent que les performances d'un moteur à mouvement de l'armature perpendiculaire à l'entrefer dépassent celles des moteurs à mouvement parallèle à l'entrefer dans une gamme de dimensions de moteurs allant du plus petit jusqu'à des machines beaucoup plus grandes que celles qui seraient envisagées pour des dispositifs électromécaniques actionnés directement. En pariculier, cette étude a indiqué un avantage de 5:1 pour un mouvement normal à l'entrefer dans le cas d'un moteur de dimensions représenté par un diamètre du stator d'environ 10 cm.Etant donné que le mouvement normal à l'entrefer présente un tel avantage, il importe, pour son utilisation commerciale, de trouver une solution pratique au problème, propre aux machines à mouvement normal à ltentrefer, de la conversion de très petits mouvements de l'armature de nature oscillatoire en un mouvement unidirectionnel de l'élément mené dewla machine. Pour réduire l'influence de l'inertie de l'armature sur la limite supérieure de la fréquence d2impulsions, des réalisations pratiques de moteurs pas à pas à mouvement normal à entrefer peuvent demander des déplacements de l'ar- mature ne dépassant pas 0,125 à 0,250 mm.Ces petits mouvements ont jusqu'à maintenant empêché l'utilisation pratique de toutes les possibilités du principe de la réluctance variable lorsque le mouvement est normal à l'entrefer, étant donné qu'il n'existait pas de moyens appropriés pour convertir ces mouvements en un mouvement unidirectionnel de liélé ment mené.Parmi plusieurs propositions de la technique antérieure dans ce domaine général, on peut citer l'utilisation de la" commande par harmoniques" parun mécanisme souple, décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Aàérique no 3 169 202, mais ces structures ne sont pas utilisables pour les applications particulières de la présente invention étant donné l'entrefer relativement grand Far inhérence qui est engendré lors du mouvement de l'armature, tout au moins pour les rapports de réduction de vitesse utilisés dans de nombreuses applications.Des remarques semblables s'appliquent à la proposition d'utiliser des formes de dents d'engrenage spéciales telles que les pignons "gérotor" décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 334 253, dans lequel l'armature est couplée par un joint universel double à un arbre mené, mais où la grande excentricité produit des entrefers de largeur en rapport. Des propositions antérieures dtapplications apparentées bien~quten fait différentes, comportant par exemple des armatures coudées entratnant un plateau oscillant pour produire un mouvement de nutation de l'induit (brevet des Etats Unis d'Amérique no 3 322 984) ou une armature faisant osciller un plateau actif commandant un arbre mené à vitesse réduite par l'utilisation d'engrenages à développante de cercle (brevets des Etats-Unis dtAmérique no 3 585 425 et 3 585 426) sont de même inutilisables pour résoudre les problèmes de la présente invention, soit du fait du taux nécessaire de démultiplication du mécanisme (dans le cas d'armatures coudées), soit en raison du trop grand déplacement de l'armature nécessaire pour les critères demandés de performance optimale à la base de la présente invention. L'utilisation d'une armature non tournante animée d'un mouvement de gyration, ou "mouvement tournoyant" (voir par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 2 437 904) nécessite encore un entrefer de dimensions excessives pour les rapports d'engrenages et les dimensions des machines les plus intéressants. Dans les appareils des types décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 456 139, dans lequel une armature cylindrique creuse bascule sur un pivot à rotule et entrasse arbre mené par des pignons avec une dent de différence, la mdme variation excessive de l'entrefer est nécessaire. Par contre, selon ltinvention, à la différence de tous ces systèmes à entrefer excessif avec leurs inconvénients associés, l'armature se déplace à peu près parallèlement au stator dans la région la plus proche de celui-ci et son mouvement oscillatoire est amplifié par un mécanisme dont une partie ntest pas liée rigidement à l'armature, en permettant ainsi de satisfaire aux critères à la base de l'invention pour des performances très améliorées, compatibles avec des dimensions de ltentrefer, ainsi que d'autres, minimales. L'invention concerne donc un appareil qui résout le problème de la conversion du mouvement de l'armature en un mouvement de l'élément mené. Comme on le verra ci-après, cela est obtenu en amplifiant d'abord lb mouvement de l'armature par un mécanisme approprié qui entrasse à son tour les organes de conversion d'un mouvement oscillatoire de armature en un mouvement unidirectionnel de l'élément mené. L'invention concerne donc une machine synchrone pour moteurs pas à pas et pour d'autres usages, comportant un stator à plusieurs pales associés à un nombre correspondant d'en roulement;4t dans lequel des impulsions de courant sont appliquées aux enroulements avec plusieurs phases électriques armature de cette machine peut se mouvoir afin de faire varier l'épaisseur degentrefers desdits pôles ; des organes menés sont supportés par un boftier contenant ltensemble du stator et de l'armature ; un dispositif convenable amplifie mécaniquement le mouvement faisant varier l'entrefer de l'armature et au moins une partie de l'amplification est obtenue par une pièce non liée rigidement à l'armature, des organes de conversion reliés auxdits organes amplificateurs et auxdits boftiers assurant la conversion du mouvement amplifié de l'ar- mature en un mouvement dudit organe mené unidirectionnellement pendant au moins une alternance du mouvement de l'armature. La machine synchrone de l'invention pour moteurs pas à pas et d'autres usages comporte un stator à plusieurs pales fixé dans un boftier et une armature séparée par des entrefers d'épaisseurs variables desdits pales ; des organes électriques comprenant des enroulements reliés à des sources de courant aimantent successivement lesdits piles du stator de manière à produire un flux magnétique dans les entrefers associés aux poules aimantés ; des organes de suspension maintiennent ladite armature convenablement orientée par rapport audit stator tout en permettant un mouvement oscillatoire du premier dans des directions faisant fortement varier l'épais- seur desdits entrefers ; un organe de sortie est monté sur des paliers de manière à pouvoir se déplacer par rapport audit bottier ; un dispositif convenable amplifie mécaniquement les mouvements oscillatoires de ladite armature . des organes delconversion interconnectent lesdits organes amplificateurs, le bottier et organe de sortie, de manière à convertir le mouvement oscillatoire amplifié de l'armature en un mouvement dudit organe de sortie, qui est unidirectionnel pendant au moins une demi-période du mouvement de l'armature ; les variations dtépaisseur desdits entrefers sont limitées de façon que ledit flux magnétique change sensiblement moins en valeur relative que ltépaisseur de l'entrefer avec un rendement optimal de la machine. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe axiale en perspective d'un mode de réalisation avantageux d'un moteur selon l'invention qui comporte une armature qui roule à l'intérieur du stator la figure 1A représente en développement partiel la surface intérieure du stator utilisé pour réaliser un roulement sans à-coups de l'armature ;; la figure 2 est une coupe partielle en perspective du dispositif amortisseur utilisé pour monter le mécanisme intérieur de la figure i la figure 3 est une coupe longitudinale d'une variante de moteur à armature segmentaire la figure 3A est une coupe transversale du moteur de la figure 3 la figure 4 représente en perspective un mécanisme destiné à empêcher toute rotation du pignon intérieur du convertisseur de mouvement oscillatoire en mouvement unidirec tionnel la figure 5 représente en perspective une variante du dispositif destiné à maintenir le pignon intérieur fixe en rotation la figure 6 est une coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation du dispositif qui produit un mouvement linéaire de l'élément de sortie la figure 7 est une coupe transversale des composants magnétiques utilisés pour réduire l'inertie de l'armature et destinés à des réalisations telles que celles des figures 3 et 6; la figure 8 est une coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation de l'invention comportant une "armature à roulement", semblable à celle de la figure t, mais à arbre de sortie traversant la figure 9 est une coupe analogue d'une autre variante encore de réalisation, dans laquelle l'armature tournoie, mais ne tourne pas ; et la figure 10 est une coupe analogue d'une autre forme de réalisation qui, bien que semblable à celle de la figure 1, comporte un mécanisme anti-balancement de l'armature. La forme de réalisation de l'invention représentée sur la figure 1 est décrite ci-après, cette figure représentant des coupes de certaines parties de la machine et des vues de côté d'autres parties, le plan de coupe passant par l'axe de la machine. Un stator 1 comporte des encoches 1A logeant des enroulements 13. Les courants circulant dans ces enroulements 13 transforment les dents du stator, tels que 1B, en piles magnétiques. Une armature 2 de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du stator 1 est placée dans ce stator. L'élément de sortie de la machine est l'arbre 8 qui est monté dans des paliers 9 et 10 logés dans une cloche d'extrémité 12 (à gauche).L'arbre 8 est entratsé par un pi- gnon intérieur 5 mQ par un arbre 4 incliné, décalé par rapport à l2axe longitudinal, tournoyant, et un joint universel 7, fonctionnant par flexion d'une mince rondelle de métal. L'ar ou mature 2 est attirée vers le coté du stator où un/plusieurs enroulement s soit excités et des circuits appropriés et un groupement en phases excitées par les circuits des enroulements, comme expliqué ci-après, permettent à ces emplacements deS/pô- les magnétiques d'être amenés à progresser circonférentiellement autour du stator 1 Donc, l'armature 2 roule à l'intérieur du stator 1. Le palier 3, placé dans l'armature 2, fait tourner l'arbre 4 dont Itaxe exécute un mouvement conique mettant en prise le pignon intérieur 5 avec le pignon extérieur 6 en un point où il se déplace le long de la circonférence intérieure d ce dernier. Etant donné que le pignon extérieur est main tenu fixe dans la cloche d'extrémité 11, à l'opposé (à droite) et étant donné que le pignon intérieur 5 a moins de dents que le pignon extérieur 6, chaque tour du point de contact fait tourner le pignon intérieur d'un angle qui est fonction de la différence des nombres de dents des deux pignons. Un désaccouplement des pignons intérieurs et extérieurs ne doit-pas se produire même si l'élément de sortie retarde sur l'angle commandé magnétiquement d'une quantité suffisante pour que les forces magnétiques tendent à provoquer une séparation En effet, le synchronisme est perdu si une séparation se produit. Pour empêcher tout désaccouplement, les formes des dents des pignons extérieur 6 et intérieur 5 et le nombre de dents de chacun sont choisis de façon que le pignon intérieur ne puisse se séparer gracie au soutien (effet de pont) des dents situées des deux cotés du point d'accouplement ou dtengrènement. En variante, le désaccouplement peut être empêché en munissant l'arbre 4 d'un embout 4A qui se déplace autour d'un embout fixe semblable 4B placé dans la cloche d'extrémité 11.Ces embouts doivent être très petits dans les machines réelles et par conséquent sont de préférence réalisés en une matière très dure telle que le diamant ou le saphir. Un troisième procédé pour empêcher le désaccouplement consiste à utiliser des pignons à dents de forme telle que les extrémités des dents du pignon intérieur situées dans la région diamétralement opposéeu point d'accouplement passent par les extrémités des dents du pignon extérieur situées dans cette région avec un jeu minimal. Le pignon intérieur peut ainsi être supporté par un contact entre les extrémités des dents dans cette région si les forces agissant sur lui provoquent un petit mouvement en direction du désaccouplement.Les pignons constitués par des dents ayant la forme de celles du gérotor susmentionné constituent un exemple du type de pignons dans lesquels le désaccouplement est empêché par ce procédé. Pour la forme de réalisation représentée sur lui gure 1, le mouvement hypocyclodalde armature fait varier ltépaisseur de l'entrefer au-dessous d'un pôle de manière sensiblement sinusoldale par rapport à sa valeur moyenne, en fonction de l'angle de la ligne de contact de roulemen10entre l'armature 2 et la surface intérieure du stator 1 cette approximation étant d'autant plus exacte que la différence relative entre les diamètres du stator et de l'armature est plus petite.Pour chaque révolution de la ligne de contact et la révolution correspondante du point de contact entre les pignons intérieur et extérieur, un cycle complet de variations de ltépaisseur de l'entrefer est décrit au-dessous de chaque pâle. Les pignons 5 et 6 coopèrent par conséquent avec l'arbre tournoyant 4 et le joint universel 7 pour convertir les variations oscillatoires'de l'épaisseur de l'entrefer, transmises par l'armature 2, le palier 3 et amplifiées par l'arbre 4, en une rotation unidirectionnelle de l'arbre de sortie 8.En par ticulier, les organes de conversion représentés par les pièces 4, 5, 6 et 7 transforment le mouvement oscillatoire de l'armature 2, après amplification par l'arbre 4, en un mouvement unidirectionnel persistant pendant au moins une demi-période du mouvement de l'armature de l'arbre de sortie 8. On voit sur la figure 1 que l'arbre 4 agit comme un levier avec son point d'appui au centre du joint universel 7. Ce levier amplifie mécaniquement le mouvement radial de l'armature 2 pour produire un déplacement suffisant pour l'ajuster à l'amplitude totale du mouvement du pignon intérieur 5. L'ensemble des deux pignons 5 et 6 convertit le mouvement oscil latoire de l'arbre 4 4, représenté par la projection du mouve- ment tournoyant de son axe sur le plan de coupe, ou un autre, passant par l'axe de l'élément de sortie 8, en un mouvement de rotation qui est ensuite transmis à ltorgane de sortie. Dans la forme de réalisation la plus simple de cette machine, les enroulements 13 passant dans les diverses encoches du stator sont groupés en quatre phases. Les circuits de commande font passer, ou suppriment, les courants dans les diverses phases. En réponse aux impulsions appliquées au circuit de commande, des ondes de courant sensiblement rectangu laires sont produites dans ces phases de façon que deux phases soient toujours sous tension et les deux autres ne le soient pas Si par exemple, les phases 1 et 2 sont sous tension au départ, la réception d'une impulsion correspondant à une rotatior/en avant mettra la phase 1 hors circuit et la phase 3 sous tension. L'impulsion suivante de rotation en avant mettra la phase 2 hors circuit et la phase 4 sous tension, et ainsi de suite.Cette succession de courants de phase a pour effet de faire avancer par échelons de 90 la position dtéquilibre de la ligne de contact de roulement de armature avec le stator avec un déplacement correspondant du point de contact entre les pignons intérieur et extérieur. Un circuit convenable pour produire cette succession de courants dans les enroulements est décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 402 334. Dans un autre exemple, le nombre de phases utilisées peut être seulement de trois ou bien supérieur à quatre, dans le cas de courants de phase unidirectionnels. De plus, le nombre de phases qui peuvent être sous tension à un instant donné peut n'outre que de un, ou très supérieur à deux, Pour permettre à l'armature 2 de rouler sans à-coups à l'intérieur du stator 1, en dépit des discontinuités de la surface cylindrique intérieure provoquée par les encoches, il peut être avantageux de placer des galets 14 et 14A aux extrémités de cette armature. Ces galets peuvent être de diamètre légèrement supérieur à celui de la surface extérieure de la partie ferro-magnétique de l'armature. Les galets de l'armature sont en contact avec les chemins de roulement 16 et 16A insérés dans les pièces d'extrémités 17 et 17A fixées au stator 1. Les matières des galets et des chemins de roulement peuvent être identiques ou différentes mais ne sont, en général, pas ferromagnétiques. Les matières plastiques sont à préférer pour certaines de ces pièces afin de réduire leur poids et le bruit. Un second procédé de réalisation d'un chemin de roulement lisse pour l'armature consiste simplement à remplir les encoches du stator dtune matière convenable après mise en place des enroulements et ensuite à usiner ou à meuler l'aléa sage du stator pour obtenir une surface exactement cylindrique. Il faut cependant veiller à éviter toute distorsion de cette surface par les variations de température, par exemple en utilisant un matériau de remplissage dont le coefficient de dilatation thermique est suffisamment proche de celui de la matière magnétique du stator. Un autre procédé drobtention d'un roulement sans àcoups de l'armature consiste à disposer obliquement les encoches des tales du circuit magnétique, ou feuilletage, de façon que la ligne de contact de roulement relie leurs bords. Un ensemble approprié permettant d'éviter d'appliquer une traction axiale asymétrique à l'armature 2 par rapport au roulement 3 peut comporter des encoches lA à double obliquité, comme l'indique la vue développée de l'alésage du stator 1 de la figure 1A. Cette obliquité est également avantageuse en raison de la progression régulière de la ligne de contact de roulement qui est rendue possible, en particulier quand on utilise des procédés compliqués, y compris l'utilisation d'ont des de courant non rectangulaires,excitation des enroulements. Il importe de noter, pour la réalisation du mode d'exécution de la figure 1, que la rotation de l'armature pour une révolution de la ligne de contact avec le stator est in -férieure à la rotation du pignon intérieur 5 et de ltélément mené 8, en raison de l'amplification du mouvement radial produite par l'arbre 4. Pour cette raison, le roulement 3 doit permettre une rotation relative et assurer la liberté des déplacements angulaires de l'arbre 4 par rapport à armature 2. Etant donné que le mouvement radial de l'armature est petit, comparé à la distance de l'axe du joint universel 7 à l'axe du roulement 3, le mouvement angulaire de l'arbre 4 est suf fisamment petit pour permettre d'utiliser des roulements à billes classiques comme roulements 3. Le stator 1 et l'armature 2 peuvent autre réalisés en une matière ferro-magnétique massive ou feuilletée ou par métallurgie des poudres. Pour la plupart des applications, il est préférable de réaliser ces pièces en une matière magnétiques feuilletée de haute qualité. Cependant, pour les applications ntexigeant pas une performance optimale, l'uti- lisation d'une matière feuilletée pour le stator et d'une matière massive pour l'armature peut abaisser le prix de revient. De plus, lors de l'entraSnement de certains types de charge, en particulier de celles ayant une forte inertie, L'amortissement intrinsèque du moteur pas à pas de la figure 1 peut autre insuffisant pour atténuer rapidement les oscillations transitoires de l'élément de sortie qui se produisent immédiatement après un démarrage ou un arrêt brusques. Un amortissement additionnel peut être introduit par l'ensemble représenté sur la figure.2, dans lequel le pignon extérieur 6 est monté dans une cuvette 6A en élastomère, elle-même montée dans la cloche d'extrémité 11.Ce procédé de montage non rigide du pignon extérieur 6 lui permet de tourner légèrement pendant le régime transitoire de démarrage ou d'arrêt. Par un choix approprié de l'élastomère, on peut dissiper une quantité d'énergie suffisante à la suite de ce petit mouvement de façon à obtenir un accroissement appréciable de l'amortissement de la machine. Si l'amortissement obtenu de cette manière est encore insuffisant, un autre procédé consiste à monter le pignon extérieur 6 dans un roulement à monture élastique ou autre et à le coupler à un mécanisme auxiliaire à amortissement électromagnétique ou encore mécanique à amortissement par frottement de Coulomb ou visqueux. La figure 3 représente une autre forme de réalisation de l'invention qui de plus diminue l'inertie des éléments de l'armature et améliore dans certains cas le rendement audelà de celui obtenu avec la réalisation de la figure 1. Au lieu d'une armature cylindrique, la réalisation particulière de la figure 3 comporte quatre éléments ou segments d'armature, dont l'un est désigné sur la coupe axiale par la référence 19. Ces segments sont supportés par des pivots à monture élastique, du type de celui qui est représenté en 20. Le stator 18 comprend quatre aimants à deux poAles chacun, dont l'un est référencé 19A. La figure 3A représente une coupe des éléments du stator et de l'armature par un plan normal à l'axe de la machine. Chaque pôle comporte un enroulement d'excitation tel que 34.L'extrémité libre de chaque élément d'armature comporte un prolongement de façon que cet élément et son prolongement forment un levier pour amplifier mécaniquement le mouvement de l'armature, Ces mouvements sont transmis par des poussoirs tels que 24 à un arbre tournoyant 33 qui amplifie encore le mouvement de l'armature en transmettant un mouvement de giration au pignon intérieur 28 placé à son extrémité.Ce pignon intérieur 28 est couplé au pignon extérieur 27 placé dans l'extrémité creuse de l'élément mené 26. L'arbre de lrélément 26 est supporté par des enroulements 35 et 36 placés dans une cloche d'extrémité 23.Le pignon intérieur 28 est empoché de tourner par des tocs placés sur le moyeu 29 qui viennent en prise avec un anneau rainé 30 qui lui-même est accouplé par des tocs à un organe à réaction fixe 31 fixé au support central 32. Ce mécanisme destiné à empêcher toute rotation du pignon intérieur est représenté en détail sur la figure 4. Le pignon intérieur est maintenu dans la direction de l'axe par l'arbre tournoyant 33 équipé d'un pivot à rotule 25, si bien que le pignon intérieur 28 est capable de tournoyer sous l'influence des forces appliquées par les éléments de l'armature à l'aide des poussoirs Le lubrifiant de toutes les pièces est limité à la région centrale entourant les pignons 27 et 28 à l'aide d'un manchon élastique 37 maintenu par des crochets 37A et 38 et le joint d'arbre 39. Le support axial 32 est monté entre les cloches d'extrémité 21 et 23 après que toutes les pièces associées aux éléments de l'armature ont été mises en place. Le fonctionnement de la forme de réalisation de l'invention représentée sur les figures 3, 3A et 4 est cependant semblable a celui de la figure 1 dans la mesure où iconcerc la conversion globale des courants dans les enroulements en rotation de l'organe de sortie. Les différences de fonctionnement des deux réalisations résident dans le fait que les éléments de l'armature oscillent, au lieu de rouler comme un cylindre, à l'intérieur du stator. Les oscillations des éléments de l'armature, après amplification par le principe du levier, sont converties en un mouvement de giration de l'arbre 33 par des boutons-poussoirs tels que 24. Ce mouvement de giration est encore amplifié par arbre 33 pour entratner le pignon intérieur 27.Le pignon intérieur étant maintenu de façon à ne pouvoir tourner, le pignon extérieur doit tourner, du fait de la différence des nombres de dents des deux pignons, à chaque tour du point d'accouplement. Le désaccouplement des pignons est empêché par des moyens appropriés, tels ceux décrits ci-dessus en liaison avec la première'réalisation de la figure 1. La figure 5 représente un autre mécanisme pour maintenir le pignon intérieur 28 de façon qu'il ne puisse tourner. La rotation est empêchée par l'accouplement d'un autre pignon intérieur 40 avec un autre pignon extérieur 41. Par contraste avec les formes de dents appropriées utilisées avec les pignons 28 ou 27, telles que les formes classiques de dents en développante de cercle ou du type "gérotor", les dents des pignons 40 et 41 ont des formes modifiées de sorte que ces pignons peuvent avoir le même nombre de dents en dépit des différences de diamètre primitif. Le pignon extérieur 41 est maintenu stationnaire. Etant donné que les pignons 40 et 41 ont les mêmes nombres de dents, la rotation du point d'accouple- ment ne fait pas tourner les pignons intérieurs 40 et 28. La figure 6 représente une autre forme de réalisa tion de i Itinvertion. Cette machine convertit les impulsions de courant électrique en un mouvement linéaire d'un élément de sortie 55.Quatre électro-aimants 43 à 46, de forme sen.bla- ble aux éléments 19A de la figure 31t,sont logés dans le boftier 42 Ces électro-aimants sont disposés par paires avec un seul élément d'armature 55 pour la paire 43~44 et 56 un seul élément semblable pour la paire 45-46. Des forces peuvent être ainsi appliquées de bas en haut à l'armature 55 lorsque lté- lectro-aimant 44 est excité et de haut en bas lorsque ltélec- tro-aimant 43 est excité.Une extrémité de chaque armature est supportée par un pivot à monture élastique lié au boftier 42, l'extrémité libre de chaque armature étant prolongée de façon à amplifier son mouvement par un levier. Les mouvements amplifiés sont appliqués aux poussoirs 47 et 48 qui sont eux mimes reliés aux leviers 47A et 48A qui amplifient encore ce mouvement oscillatoire et le transmettent par des poussoirs 49A et 50A aux roulements à billes 49 et 50 dont les cuvettes intérieures sont montées sur des excentriques usinés sur l'ar- bre 53. Ces excentriques sont déphasés de 900. L'arbre 53 est monté sur des roulements 51 et 52.La partie médiane de l'arbre comporte des dents de pignons fraisées dans sa masse pour former un pignon 54 en engrène avec une crémaillère 55' qui se déplace dans une direction perpendiculaire au plan de la figure 6 et constitue l'élément de sortie de cette machine. La machine de la figure 6 peut fonctionner suivant un mode à deux électro-aimants sous tension et deux électro-aimants hors circuit. Dans ce mode de fonctionnement, en supposant que les électro-aimants 44 et 46 sont sous tension,~-1-'arbre 53 prendra, en l'absence d'effort résistant, une position telle que les deux excentriques seront écartés de 450 de leur position haute extrême. Lors de l'application dtune impulsion à l'en- trée des circuits logiques qui attaquent les circuits de commande, l'un ou autre des électro-aimants 44 ou 46 sera mis hors circuit suivant le sens choisi et l'un ou l'autre des électro-aimants complémentaires 43 ou 45 sera mis sous tension.En conséquence, 11 arbre 53 tourne de 90 jusquhà une nouvelle position d'équilibre, Geci à son tour fait avancer ou reculer la crémaillère 551 d'une quantité correspondant à un pas, correspondant lui-même à une rotation de 90 de l'arbre 53. La figure 7 représente autres types d'électroaimants et d'armatures utilisés pour les diverses formes de réalisation de l'invention. En prolongeant les pièces polaires des électro-aimants représentées ci-dessus, on obtient un électro-aimant 57 ayant la forme représentée sur la figure 7. Cet électro-aimant est excité par des enroulements tels que les bobines 59 et 60. L'armature 58 a une section transversale trapézoTdale et quand elle a atteint sa position la plus haute, elle remplit l'intervalle entre les poules magnétiques 61 et 62. Ces types d'électro-aimants et d'armatures sont à préférer dans les applications nécessitant les performances optimales étant donné que l'inertie de l'armature est réduite au minimum. La figure 8, comme on 1ta indiqué, est une coupe transversale d'une forme de réalisation de l'invention semblable à celle de la figure 1, mais modifiée pour permettre à l'arbre de sortie 8 de traverser toute la machine de façon qu'un codeur d'arbre ou un autre équipement puisse Qtre en traSné par I'extrémité sortant de la cloche 11, sans qu'un engrenage soit nécessaire pour I'extrémité sortant de la cloche 12 et entraînant la charge. Cet agencement d'arbre traversant est rendu possible par l'utilisation de l'arbre creux 4 tournoyant de la figure 8 à la place de l'arbre massif de la figure 1. La réalisation modifiée de la figure 8 n'utilise ni galets ni cuvettes pour créer un trajet lisse pour l'armature qui roule, mais comporte à la place un stator à encoches remplies ou un feuilletage à encoches à double obliquité, par exemple du type représenté sur la figure 1A. Par ailleurs, la réalisation de la figure 8 comporte à la place du joint universel 7 de l'ensemble de la figure 1, une membrane de couplage souple 7 pour remplir cette fonction. De plus, dans certaines applications de l'invention, on ne peut laisser basculer l'armature, si bien qu'elle tend à rouler avec son axe non parallèle à l'axe de l'arbre de sortie, en raison du bruit ou des forces axiales qui proviennent de la tendance résultante de l'armature à se frayer un chemin axialement le long de l'alésage du stator. Deux procédés pour empêcher tout balancement de armature dans les cas où il ne peut être toléré sont représentés sur les figures 9 et 10. Dans l'ensemble de la figure 9, la difficulté résultant du balancement de l'armature est éliminée en ne laissant pas cette dernière rouler contre la surface de l'alésage du stator. L'ar-mature 2 est obligée par des éléments de suspension additionnels de tournoyer sans toucher le stator 1, ce résultat étant obtenu par un prolongement tubulaire 2A aboutissant au support du feuilletage de l'armature qui se termine par une membrane formant monture élastique pour le pivot 2B. La surface de l'armature est rendue conique lorsque l'alésage du stator est cylindrique, ou vice-versa, si bien que ces surfaces sont sensiblement paraîreles dans la région de rapprochement maximal. Un autre procédé de réduction des écarts de position de l'axe de l'armature, qui est associé à une fixation sur le roulement simple 3 des figures 1 et 8, consiste à utiliser la disposition de la figure 9 avec une modification consistant à remplacer le pivot à monture élastique 2B par un roulement à billes ou autre qui est destina permettre le pe tit déplacement angulaire associé au tournoiement de l'armas ture. Dans cette réalisation, armature peut rouler aussi bien que tournoyer de façon à permettre à l'entrefer dtattein dre une largeur nulle avec au moins un point de contact avec la surface de l'alésage du stator.Cette réduction au minimum de l'entrefer dans la réalisation de la figure 8 augmente légèrement le rendement dynamique de la machine bien qutau prix d'une légère augmentation du bruit. quand l'armature est montée de façon à rouler et à tournoyer à la fois, sa surface doit être étudiée en relation avec celle de l'alésage du stator afin d'avoir un contact de roulement sur une bande circulaire étroite, de préférence placée près du plan du roulement 3, afin d'éviter un glissement excessif Ceci peut être obtenu en réalisant un alésage cylindrique du stator et une armature sensiblement conique qui a été lég(renent bombée. Dans la réalisation de la figure 10, armature peut rouler sans basculer par la réalisation d'une pièce centrale réalisée sou-s la forme dtun anneau 63 de matière dure dans lequel est usinée une rainure. Le stator 1 comporte aussi un organe central 64 qui supporte plusieurs broches 65 également espacée. Ces broches ont des extrémités plates 66 qui jouet le rôle de clé et qui viennent en prise avec la rainure ménagée dans l'anneau 63 de l'armature. Cette disposition permet à l'armature de rouler, mais le maintient de manière à l'empécher de balancer. Le graissage peut être réalisé par des mèches à huile 67 placées dans des trous forés dans les broches avec de petits passages amenant lthuile aux extrémités 66.De plus, les pignons 5 et 6 peuvent être graissés par plusieurs tampons de feutre huilés 66 au contact du pignon intérieur 5. En variante, le graissage de ces pièces peut être réalisé par-une graisse ou des lubrifiants solides convenablement appliqués. En résumé, toutes les réalisations utilisant les techniques de l'invention comportent des électro-aimants -et des armatures, le mouvement de ces armatures étant principalement normal à entrefer ou ayant une composante appréciable normale à ltentrefer de façon à faire varier l'épaisseur de celui-ci Ces électro-aimants et armatures sont les organes de conversion de lténergie électrique en mouvement mécanique. Pour être efficaces dars les applications des moteurs pas à pas, ces électro-aimants et armatures sont disposés de façon que le mouvement de l'armature soit petit comparé au mouvement habituel des armatures des relais ordinaires et appareils semblables.Pour convertir efficacement les petits mouvements de l'armature en un mouvement unidirectionnel de l'organe de sortie, par ailleurs, le mouvement de l'armature est d'abord amplifié, par exemple par l'utilisation de levier et ensuite ce mouvement amplifié est appliqué à des organes de conversion pour convertir de petits mouvements oscillatoires en un mouvement unidirectionnel. Une machine réalisée selon la forme de réalisation de la figure 1 avec un stator feuilleté et une armature mass i- ve a été réalisée avec succès et essayée avec les résultats ci-après en étant utilisée suivant le mode décrit "deux phases sous tension, deux phases hors circuit1,. Résistance de chacun des quatre circuits de phases à 21 C R = 2 ohms Inductance de chacun des quatre circuits de phases à 21 C L = 0,027 Henrys Nombre de poules du stator 16 Amplitude d'un pas S = 60 Moment d'inertie M m 67,8 g.cm m Courant par phase I 2 A Couple pour une faible vitesse d'avance avec une charge antagoniste avec 6 frottement P = 1,4.10 dynes.cm m Limite supérieure de la fréquence d'impulsion, démarrage-arrêt Nuf = 800 Hz Travail par pas Ws = 0,015 joule Produit WsNuf = 12 W Fréquence d'impulsions maximale en régime continu, faible accélération 1 330 Hz Fréquence d'impulsions maximale, démarrage-arrêt avec une charge dont l'inertie est de 210 g. cm2 = 390 Hz Le rapport du travail par pas à lténergie~-magnétique accumulée par phase est de 0,28 dans cette machine, et ainsi supérieur au rapport correspondant pour la plupart des autres machines de la technique actuelle, ce qui implique que cette nouvelle machine sera plus facile à commander que d'autres machines de travail à pas nominal comparable. Les informations ci-dessus ont été obtenues avec une tension d'alimentation du moteur de 58 V, des résistances de 25 ohms en série avec les phases du moteur et des circuits normaux à transistor pour commander cette machine, qui sont à peu près du type décrit par R.A. Yackel, figure 3, page 155 des "Proceedings of Symposium, "Incremental Motion Control Systems and Devices" première partie "Step Motos and Controls" édité par le professeur B.C. Kuo, et publié par le Department of Electrical En- gineerîng, Université de l'Illinois (mars 1972). Une résistance d'arrêt brusque de 125 ohms était utilisée donnant une tension de cette de 250 V au collecteur des transistors de puissance de sortie. le diamètre extérieur de l'armature était de 4,138 cm; sa longueur de 3,337 cm, et son épaisseur 0,254 cm. L'amplitude de cette à cette du mouvement de armature épais de 0,432 mm. L'amplification produite par l'effet de levier de arbre 4 était de 5,1 8. Le pignon extérieur 5 avait 60 dents et le pignon intérieur 6, 64 dents. Ces deux pignons avaient un pas diamétral de 25,2 (nombre de dents par cm du diamètre primitif), un angle de pression de 200 et des dents en forme de dévelop- pante de cercle. Il va se soi que la présente invention nta été décrite qu'à titre indicatif mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. RlGVENDICATIONS 1. Machine synchrone pour moteurs pas à pas et autres usages, caractérisée en ce quelle comporte un stator à plusieurs poAles fixé dans un boftier, une armature séparée par des entrefers d'épaisseurs variables desdits poAles, des organes électriques comprenant des enroulements reliés à des sources de courant et destinés à aimanter successivement lesdits pales du stator, en créant ainsi un flux magnétique dans les entrefers associés à ces pales magnétiques, des organes de suspension destinés à maintenir ladite armature -correctement orientée par rapport audit stator tout en permettant un mouvement oscillatoire de la première dans des directions faisant fortement varier l'épaisseur desdits entrefers, un organe de sortie monté sur des paliers de manière à pouvoir se déplacer par rapport audit boîtier, un amplificateur mécanique des mouvements oscillatoires de ladite armature, des organes de conversion interconnectant l'amplificateur, le boîtier et l'organe de sortie, de manière à convertir le mouvement oscillatoire amplifié de l'armature en un mouvement dudit organe de sortie qui est unidirectionnel pendant au moins une demipériode du mouvement de l'armature, et des organes de limitation de la variation d'épaisseur desdits entrefers de façon que ledit flux magnétique change sensiblement moins en valeur relative que ltépaisseur de l'entrefer sous un rendement sensiblement optimal de la machine. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite armature est montée de façon à se déplacer avec une importante composante normale auxdits entrefers. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite armature comprend des éléments séparés desdits organes amplificateurs, mais qui leur sont mécaniquement couplés. 4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que des organes limiteurs sont réglés de façon à réduire 1énergie magnétique accumulée dans lesdits entrefers lorsque ladite armature est rapprochée au maximum desdits pôles du sta -tor pendant ledit mouvement oscillatoire 5. Machin-e selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit amplificateur comprend des éléments dont au moins un est relié non rigidement à ladite armature. 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits organes de conversion comprennent un joint universel. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit joint universel est du type à flexion. 8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits organes de conversion comprennent des pignons intérieurs et extérieurs qui coopèrent. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits pignons ont des dents de forme type Géro- tor". 10. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite suspension comprend au moins un support s'ajoutant audit amplificateur et lié mécaniquement audit boftier. 11. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que. ladite suspension comprend des organes qui permettent une rotation aussi bien qutune oscillation de ladite armature. 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend un mécanisme qui permet ladite rotation à une vitesse angulaire différente de celle dudit organe de sortie. 13. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe de sortie traverse ladite machine sous forme d'un arbre creux tournoyant, c1est-à-dire animé d'un mouvement de giration. 14. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif destiné à empeAcher ladite armature de basculer. 15Q Machine selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit dispositif comprend des organes permettant une giration de cette armature sans qu'elle vienne au contact dudit stator etllui permettant dletre sensiblement parallèle au dit stator dans la région où elle se rapproche au maximum de celui-ci. 16. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle comprend un mécanisme destiné à permettre un petit mouvement angulaire, associé à la giration, de l'armature, ce mouvement étant tel que cette armature puisse aussi bien rouler que tournoyer pour permettre audit entrefer de se rapprocher d'une valeur nulle en au moins un point de rapprochement dudit stator 17.Machine synchrone pour un moteur pas à pas et d'autres usages, caractérisée en ce qu'elle comprend un stator comportant plusieurs pâles associés à un nombre égal dtenrou- lements, des circuits pour appliquer des impulsions de courant aux enroulements, avec plusieurs phases électriques différentes, une armature montée de façon à se déplacer avec une composante importante normale aux entrefers desdits p8les de fa çon à faire effectivement varier ltépaisseur de ces entrefers, un organe de sortie supporté par un boftier contenant le sta tor et l'armature, des organes dont au moins une partie est reliée non rigidement à l'armature pour amplifier mécanique ment le mouvement oscillatoire de l'armature en faisant varier l'entrefer et des organes de conversion liés auxdits organes amplificateurs et audit bottier de manière à convertir le mouvement oscillatoire amplifié de l'armaturien un mouvement dudit organe de sortie qui est unidirectionnel pendant au moins une demi-période du mouvement de l'armature. 18. tachine selon la revendication 17, caractérisée en ce que lesdits organes de conversion comprennent un mécanisme destiné à produire un mouvement linéaire dudit organe de sortie. 19. Machine selon revendication 17, caractérisée en ce que lesdits organes de conversion comprennent un mécanisme destiné à produire un mouvement de rotation dudit organe de sortie. 20. Machine selon la revendication 17, caractérisée en ce que lesdits organes de conversion comprennent un méca nisme destiné à faire engrener un pignon extérieur commandé par lesdits organes d'amplification et décrivant une hypo cyclof;de,un pignon intérieur supporté par ledit bottier étant destiné à communiquer un mouvement de rotation audit organe de sortie. 21. Machine seloiLa revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif amortisseur destiné à fixer le pignon interne au bottier afin d'absorber l'énergie des vibrations de l'organe de sortie produites pendant le démarrage et ltarr8t de la machine. 22. Machine selon la revendication 20, caractérisée en ce quelle comprend un pont denté s'étendant de part et d'autre de l'emplacement d'engrènement des pignons pour maintenir un engrènement complet de ces pignons en cet emplacement. 23. Machine selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'un dispositif, comprenant un premier embout solidaire de l'arbre du pignon interne et un second embout fixé audit bottier, est destiné à imposer au premier embout un déplacement suivant un cercle autour du second embout pour maintenir lesdits pignons en engrènement en un point. 24 Machine selon la revendication 17, caractérisée en ce que lesdits organes amplificateurs comprennent un organe de liaison désaxé, relié à ladite armature et destiné à produire un mouvement conique amplifiant le mouvement de l'arma- turc. 25. Procédé d'utilisation d'une machine synchrone comportant une armature montée de façon à se déplacer avec une composante importante normale aux entrefers entre cette armature et plusieurs poules de stator, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une rotation de l'armature par rapport au stator tout en permettant un mouvement oscillatoire de celui-ci dans des directions faisant fortement varier ltépaisseur des entrefers entre l'armature et les poules du stator, une amplification mécanique du mouvement oscillatoire de cette armature, une conversion de ce mouvement oscillatoire amplifié en un mouvement à la sortie qui est unidirectionnel pendant au moins une demi-période du mouvement de l'armature et une limitation de l'amplitude dudit mouvement oscillatoire pour maintenir les variations résultantes du flux magnétique dans lesdits entrefers, en- régime de rendement quasi maximal de la machine, nettement inférieures, en valeur relative, au changement correspondant de ltépaisseur desdits entrefers. 26. Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que ladite limitation est réalisée de manière à réduire l'énergie magnétique accumulée dans lesdits entrefers lorsque l'armature est rapprochée au maximum des pâles du stator au cours dudit mouvement oscillatoire 27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que lesdites épaisseurs d'entrefer sont réglées de façon à varier de sensiblement zéro à quelques centièmes de millimètre.