Brevet FR2335092A1 — publié le 19770708

La présente invention concerne la technique de l'entrainement d'un corps mobile par un moteur linéaire, et plus particu lièrement un dispositif a moteur linéaire qui est équipé de moyens pour proteger le moteur linéaire des dommages dus a une surintensité. Un moteur linéaire est une variante "linéarisée" d'un moteur induction triphasé "en cage d'écureuil", et sera utilisé de manière extensive dans l'avenir pour entraîner un corps mobile tel qu'une voiture, car il se caractérise par le fait que, notamment, 1 est capable de propulser sans adhérence un tel corps mobile, et7nr/fait que la structure du moyen d'entrainement est extrêmement simple.Ce moteur linéaire se classe en deux types, a savoir un type à bobine primaire montée sur la voiture, dans lequel la partie bobinage et la partie plaque de répulsion sont respectivement disposées sur un corps mobile et sur le sol, et un type a bobine primaire montée sur le sol, dans lequel la partie bobinage et la partie plaque de répulsion sont respectivement disposées sur le sol et sur un corps mobile. Le principe de fonctionnement de ces deux types est entièrement le même. Il est structurellement inévitable qu'un moteur linéaire comporte un écartement plus grand entre la partie qui correspond au rotor et la partie qui correspond au stator, et fonctionne avec un facteur de puissance moindre qu'un moteur a induction en cage d'écureuil classique. Par conséquent, le courant primaire du moteur linéaire ne varie pas beaucoup par rapport au glissement (vitesse). En d'autres termes, il n'y a pas de différence appréciable entre la valeur de l'intensite nominale et celle de l'intensité de démarrage Par conséquent, un relais desurintensité classique et un relais thermique classique ne conviennent pas pour pallier une surintensité apparaissant en cas d'échec pour faire démarrer le moteur linéaire, et la prévision de tels relais dans le dispositif a moteur linéaire ne suffit pas pour protéger le moteur linéaire d'une surchauffe par la surintensité. L'absence de protection complète du moteur linéaire contre la surchauffe entraînera un risque que la partie plaque de répulsion ou le rail de réaction du moteur à induction linéaire subisse une surchauffe locale résultant au pire dans un incendie. C'est l'objet principal de la présente invention de procurer un dispositif a moteur linéaire nouveau et perfectionné qui est affranchi des risques de surchauffe et d'incendie. La présente invention se caractérise par le fait que la vitesse d'un corps mobile entraîné par un moteur linéaire est détectée en permanence, et que le courant électrique qui alimente le moteur linéaire est interrompu lorsque la vitesse détectée du corps mobile est à peu près nulle, de façon que le moteur linéaire soit protégé montre le risque de surchauffe et d'incendie. La Figure 1 est un diagramme montrant la relation entre le glissement, le couple et le courant primaire d'un moteur linéaire. La Figure 2 est un diagramme similaire à la Figure 1 mais montrant la relation précédente dans un moteur à induction en cage d'écureuil classique. La Figure 3 est un schéma de connexions d'un circuit principal d'une forme de réalisation du dispositif à moteur linéaire selon la présente invention. La Figure 4 est un schéma simplifié d'une forme de dispositif protecteur utilisé dans la présente invention. La Figure 5 est un schéma de montage du dispositif protecteur dans le cas où il se compose de plusieurs relais, à titre d'exemple. Le courant primaire d'un moteur linéaire varie par rapport au glissement d'une manière qui est représentée par la courbe en trait interrompu I sur la Figure 1, tandis que le courant primaire d'un moteur à induction en cage d'écureuil classique varie par rapport au glissement d'une manière qui est représentée par la courbe en trait interrompu I sur la Figure 2. On verra sur les Figures 1 et 2 que le courant primaire du moteur linéaire ne varie pas autant que le courant primaire du moteur à induction en cage d'écureuil. Sur les Figures 1 et 2, la valeur du couple est représentée par la courbe en trait plein T. I1 est donc difficile, pour un relais de surintenstté classique et pour un relais thermique classique, de déceler une surintensité apparaissant en cas d'échec pour faire démarrer le moteur linéaire, et le relais de surintensité et le relais thermique sont incapables de protéger complètement le moteur linéaire d'une surchauffe, ainsi qu'on l'a déjà dit plus haut. En vue de compléter la protection d'un moteur linéaire contre les dommages dus à la surchauffe, une forme de réalisation préférée de l'invention comprend un moyen pour détecter en permanence la vitesse d'un corps mobile entraîné par un moteur linéaire, et un moyen pour interrompre le courant électrique qui alimente le moteur linéaire lorsque la vitesse détectee du corps mobile est à peu près nulle, de façon que le moteur linéaire soit protégé contre les dommages dus aux surchauffes. La Figure 3 est un schéma de connexions d t un circuit principal d'une forme de réalisation préférée de la présente invention, appliquée à un moteur linéaire du type dans lequel la bobine primaire est montée sur la voiture, la partie bobinage et la partie plaque de répulsion étant disposées respectivement sur un corps mobile et sur le sol. Bien que la présente invention puisse tout aussi bien s'appliquer au type dans lequel la bobine primaire est montée sur la voiture qu'au type dans lequel la bobine primaire est montée sur le sol, c'est l'application de la présente invention au type dans lequel la bobine primaire est montée sur la voiture que l'on va décrire à titre d'exemple, pour que l'explication soit plus commode.Comme le reconnaît l'homme de l'art, le type dans lequel la bobine primaire est montée sur la voiture est plus avantageux que le type dans lequel la bobine primaire est montée sur le sol, car des réseaux de bobinage complexes n'ont pas besoin d'être prévus sur le sol. Reportons-nous maintenant à la Figure 3. Le circuit principal du dispositif à moteur linéaire comprend trois fils de contact 1 qui alimentent chacun l'une des phases d'une source de courant triphasé, un pantographe 2, un disjoncteur de câblage 3, un contacteur électromagnétique 4 de marche avant, un contacteur électromagnétique 5 de marche arrière, un relais thermique 6, et une bobine primaire 7 montée sur un corps mobile (non représenté). Le courant électrique qui arrive par les fils de contact 1 est collecté par le pantographe 2 pour alimenter la bobine primaire 7 par l'intermédiaire du disjoncteur de câblage 3, du contacteur électromagnétique 4 ou 5 de marche avant ou de marche arrière, et du relais thermique 6. Le contacteur électromagnétique 4 ou 5 est déclenché de façon à inverser la rotation des phases afin d'inverser le sens de la marche du corps mobile. La Figure 4 est un schéma simplifié d'une forme de dispositif protecteur à utiliser de préférence dans le dispositif à moteur linéaire selon la présente invention. On voit sur cette figure que le dispositif protecteur comprend un circuit 8 d'alimentation électrique d'un moteur linéaire, un détecteur de vitesse 9, une minuterie 10, un circuit Il de décision logique, et un circuit 12 d1instruction de débranchement du moteur linéaire. Le détecteur de vitesse 9 commence à détecter en permanence la vitesse du corps mobile dès que du courant d'alimentation passe du circuit 8 dtalimentation électrique du mateur linéaire dans le moteur linéaire. Lorsque le corps mobile s'arrête, c'est à-dire lorsque le détecteur de vitesse 9 détecte que la vitesse du corps mobile est devenue nulle, la minuterie commence à mesurer le temps écoulé après que le corps mobile s'est arrêté Le circuit Il de décision logique décide que l'alimentation électrique du moteur linéaire doit être coupee lorsque la vitesse demeure nulle pendant un laps de temps prédéterminé alors que le moteur linéaire reste alimenté électriquement Le circuit 12 de débranchement du moteur linéaire se déclenche pour ouvrir le circuit principal du dispositif à moteur linéaire de façon à protéger ce dernier des dommages dus à une surchauffe. La Figure 5 est un schéma de montage pratique d'une forme du dispositif protecteur dans le cas oh il se compose de plusieurs relais. Reportons-nous à la Figure 5. Le dispositif protecteur comprend une source 20 de courant de commande, un relais auxiliaire 21 comportant un contacteur 21a et un autre contacteur 21a', un interrupteur de démarrage 22 à bouton poussoir, un relais électromagnétique 23 de marche avant comportant un contacteur 23a et un coupe-contact 23b, un relais electromagnétique 24 de marche arrière comportant un contacteur 24a et un coupe-contact 24b r un relais 25 de vitesse anormale comportant un contacteur 25a, un relais 26 de minuterie comportant un contacteur 26a, un relais 27 de panne comportant un contacteur 27a et un coupe-contact 27b, un contact 28 du relais thermique 6, un contact 29 d'un relais de détection de vitesse nulle (non représenté), un contact 30 d'un relais d'instruc- tion de marche avant (non représenté), et un contact 31 d'un relais d'instruction de marche arrière (non représenté). Lorsque l'on appuie sur L'interrupteur de démarrage 22 à bouton poussoir, quand le moteur linéaire est prêt à entraîner Le corps mobile, le relais auxiliaire 21 se déclenche et se maintient sur son contacteur 21a'. Ensuite, le contact 30 du relais d' ins- truction de marche avant ou le contact 31 du relais d'instruction de marche arrière se ferme, suivant la direction de déplacement voulue du corps mobile, pour déclencher le relais électromagnétique 23 de marche avant ou le relais électromagnétique 24 de marche arrière, qui à son tour déclenche le contacteur électromagnétique 4 ou 5 (Figure 3) de façon que le moteur linéaire soit alimenté en courant electrique. A ce moment-là, le corps mobile est sur le point de se déplacer Cependant, lorsque le détecteur de vitesse 9 détecte que la vitesse du corps mobile est å peu près nulle, le contact 29 du relais de détection de vitesse nulle se ferme en excitant le relais 25 de vitesse anormale. Le relais 26 de minuterie se déclenche alors en raison de ia fermeture du contacteur 25a du relais 25 de vitesse anormale. Lorsque la vitesse du corps mobile augmente dans une limite de temps prédéterminée, le contact 29 du relais de détection de vitesse nulle s'ouvre en désexcitant le relais 25 de vitesse anormale, et le contacteur 25a de ce relais 25 s'ouvre en désexci- tant le relais 26 de minuterie. Cependant, au cas où la vitesse du corps mobile ne cesserait pas d'être nulle même après l'écoulement de la limite de temps prédéterminée, le contacteur 26a du relais 26 de minuterie se fermerait en excitant le relais 27 de panne, et ce relais 27 se maintiendrait sur son contacteur 27a. Le coupe-contact 27b du relais 27 de panne s'ouvrirait en meme temps en désexcitant le relais auxiliaire 21, et le contacteur 21a de ce relais 21 s'ouvrirait en faisant cesser l'alimentation électrique des bobines relais 23 et 24, en déclenchant ainsi le contacteur électromagnétique 4 au 5 de la Figure 3. De cette manière, il est possible de protéger le moteur linéaire cintre les dommages dus à une surchauffe et un incendie. On comprendra, à la lecture de la description précédente d'une forme de réalisation préférée de la présente invention, que le circuit principal du dispositif à moteur linéaire s'ouvre automatiquement après l'écoulement d'une limite de temps prédéterminée pendant laquelle la vitesse du- corps mobile reste nulle, si bien qu'il est possible de protéger de manière sure le moteur linéaire contre les dommages dus à une surchauffe. Dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, l'alimen- tation électrique du moteur linéaire est interrompue après I 'écou- lement d'une limite de temps prédéterminée pendant laquelle la vitesse du corps mobile reste nulle. Autrement dit, cette limite de temps est fixée de façon à éviter une panne telle qu'un mauvais fonctionnement du moteur linéaire. Mais dans la présente invention; il est important de couper l'alimentation électrique du moteur linéaire lorsque la vitesse du corps mobile est à peu près nulle, et il faut noter que l'emploi d'une telle limite de temps n'est pas nécessairement requis. La présente invention peut donc etre modifiée de telle manière que l'alimentation électrique du moteur linéaire soit coupée dès que le détecteur de vitesse 9 détecte que la vitesse du corps mobile est à peu près nulle Selon la présente invention, on peut disposer d'un aispa- sitif à moteur linéaire qui est affranchi du risque de surchauffe et d'incendie, car il comporte un dispositif protecteur qui coupe l'alimentntion électrique d'un moteur linaire lorsque la vitesse d'un corps mobile est à peu près nulle REVENDICATION5 L. Dispositif à moteur linéaire comprenant un corps mobile qui est entraîne par un moteur linéaire, et un moyen pour alimenter ledit moteur linéaire en courant électrique, caractérisé par un moyen pour détecter en permanence la vitesse dudit corps mobile, et par un moyen de protection pour couper l'alimentation en courant électrique dudit moteur linéaire lorsque la vitesse détectée dudit corps mobile est à peu près nulle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur linaire comprend une partie bobinage qui est disposée sur ledit corps mobile, et une partie plaque de répulsion qui est disposée sur le sol. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé Gm ce que ledit moyen d alimentation en courant électrique comprend une source de courant et des interrupteurs montés entre ladite source de courant et ledit moteur alinéaire 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits interrupteurs comprennent ceux qui sont prévus pour commander respectivement la marche avant et la marche arriere dudit corps mobile. 5. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que ledit moyen d'alimentation en courant électrique comprend une source de courant et des interrupteurs montés entre ladite source de courant et ledit moteur linéaire, et en ce que ledit moyen de protection comprend un moyen pour ouvrir lesdits interrupteurs lorsque ledit moyen de détection de vitesse détecte que la vitesse dudit corps mobile est à peu près nulle. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de protection comprend un moyen pour couper l'alimentation en courant électrique dudit moteur linéaire lorsque ledit moyen de détection de vitesse continue à détecter, apres l'écoulement d'un laps de temps prédéterminé, que la vitesse dudit corps mobile est encore à peu près nulle. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen de coupure comprend un relais de minuterie qui est destine à se décîencliér lorsque ledit moyen de détection de vitesse continue à détecter, après ltecoulement du laps de temps prédéterminé, que la vitesse dudit corps mobile est à peu pres nulle, et un circuit dont le role est de couper l'alimentation électrique dudit moteur linéaire dès que ledit relais de minuterie se déclenche. 8. Dispositif seLon la revendication I, caractérisé en ce que ledit moyen d'alimentation en courant électrique comprend une source de courant, des interrupteurs montés entre ladite source de courant et ledit moteur linéaire et un relais destiné à se déclencher en fermant lesdits interrupteurs lorsque ledit moteur linéaire est alimenté en courant électrique, et en ce que ledit moyen de protection comprend un relais de minuterie qui est destiné à se déclencher quand ledit moyen de détection de vitesse continue de détecter, après r écoulement d 'un laps de temps prédéterminé, que la vitesse dudit corps mobile est à peu près nulle, et un circuit dont le rôle est de désexciter ledit relais mentionné en premier lieu des que ledit relais de miroiterie se déclenche