Brevet FR2481020A1 — publié le 19811023

L'invention concerne les machines électriques et a notamment pour objet un moteur électrique asynchrone linéaire. L'invention peut trouver son application dans les moyens de transport de surface à grande vitesse, dont l'équipage se déplace sur une suspension magnétique à des vitesses comprises, de préférence, entre 350 et 500 km/h, ainsi que dans la métallurgie des métaux non ferreux pour le transport des produits laminés plats et des profilés laminés de métaux non ferreux, ainsi que des pièces de fonderie en métaux non ferreux, portés par une suspension magnétique suivant un trajet de n'importe quelle configuration voulue, la hauteur de lévitation pouvant être variée dans les limites nécessaires, ce qui exclut les détériorations mécaniques des surfaces traitées. Un moteur électrique asynchrone linéaire peut être utilisé dans les transporteurs, dans le métropolitain et dans différents dispositifs de commande électrique dont les organes de travail effectuent des mouvements alternatiSt ou linéaires. Actuellement, est déjà connu un moteur électrique asynchrone linéaire. Le circuit magnétique de l'inducteur de ce moteur électrique asynchrone linéaire est constitué par un noyau feuilleté monté dans le sens de déplacement de l'inducteur du moteur électrique asynchrone à mouvement linéaire, et par un noyau feuilleté monté perpendiculairement au sens de déplacement de l'inducteur du moteur électrique asynchrone linéaire, qui s'appuie par sa culasse sur le noyau disposé dans le sens de déplacement de l'inducteur. L'enroulement à plusieurs phases n'est bobiné que sur le noyau feuilleté disposé dans le sens de déplacement de l'inducteur du moteur électrique asynchrone linéaire. L'élément secondaire du moteur électrique à mouvement linéaire est constitué par une partie conductrice de courant placée sur une base magnétique. Dans ce moteur électrique connu, la stabilisation transversale de l'inducteur par rapport à l'élément secondaire est absente. Est aussi connu un moteur électrique asynchrone linéaire comprenant un inducteur à circuit magnétique réalisé à partir d'un premier et d'un deuxième groupe de noyaux feuilletés avec un enroulement concentré à plusieurs phases dont les bobines sont disposées par rangées, et un élément secondaire ayant une partie conductrice de courant placée sur une base magnétique. Les noyaux feuilletés du premier groupe sont montés dans le premier sens, c'est-à-dire perpendiculairement au sens de déplacement de l'inducteur et sont reliés entre eux par les noyaux feuilletés du deuxième groupe montés dans le deuxième sens perpendiculaire au premier sens, c'est-à-dire dans le sens de déplacement de l'inducteur du moteur électrique asynchrone linéaire. Chaque bobine de l'enroulement concentré à plusieurs phases entoure l'une des barres d'au moins l'un des noyaux feuilletés du premier groupe et l'une des barres d'au moins l'un des noyaux feuilletés du deuxième groupe, tandis que les bobines de chaque rangée disposée dans le deuxième sens ont un ordre direct d'alternance des phases. Les noyaux feuilletés en forme d' U du premier groupe sont disposés en deux rangées; il est à noter que les noyaux en U de chaque rangée sont disposés l'un après l'autre dans le second sens.L'nnancàt1es à tôles feuilletés du deuxième groupe est placé entre les rangées des noyaux du premier groupe, tandis que les deux autres sont adjacents à ce dernier des côtés extérieurs. Le moteur électrique asynchrone linéaire considéré n'a pas de stabilisation transversale de l'inducteur par rapport à l'élément secondaire, ce qui diminue considérablement la sécurité du mouvement du moyen de transport de surface travaillant à grande vitesse. La présente invention vise donc un moteur électrique asynchrone linéaire dont la construction et le schéma de connexion des bobines de l'enroulement concentré à plusieurs phases seraient conçus de façon à créer une stabilisation transversale de l'inducteur du moteur électrique asynchrone linéaire par rapport à l'élément secondaire. Ce but est atteint du fait que dans le moteur électrique asynchrone linéaire comprenant un inducteur avec un circuit magnétique réalisé à partir d'un premier et d'un deuxième groupedenoyux à tSesiuiIStés et ayant un enroulement concentré à plusieurs phases dont les bobines sont disposées par rangées, et un élément secondaire ayant une partie conductrice de courant placée sur une base magnétique, les noyaux feuilletés du premier groupe étant montés dans un premier sens et étant reliés entre eux par les noyaux du deuxième groupe montés dans un deuxième sens, perpendiculaire au premier sens, chaque bobine de l'enrou- lement concentré à plusieurs phases entourant l'une des barres d'au moins un noyau feuilleté du premier groupe et l'une des barres d'au moins un noyau feuilleté du deuxième groupe, tandis que les bobines de chaque rangée disposée dans le deuxième sens ont un ordre direct d'alternance des phases, selon l'invention chaque noyau feuilleté du premier groupe possède au moins quatre encoches destinés à recevoir les bobines de l'enroulement concentre à plusieurs phases, chaque noyau feuilleté du deuxième groupe étant en forme d'U, le nombre de noyaux feuilletés du deuxième groupe entre chaque paire de noyaux feuilletés voisins du premier groupe étant supérieur d'une unité au nombre d'encoches des noyaux feuilletés du premier groupe, et les bobines de l'enroulement concentré à plusieurs phases de chaque rangée disposée dans le premier sens ayant, jusqu'au milieu de la rangée, un ordre direct d'alternance des phases, et après ledit milieu de la rangée, un ordre inverse d'altenrance des phases. Il est avantageux que la dimension des noyaux feuilletés extrêmes du premier groupe, mesurée dans le deuxième sens soit plus grande que cette même dimension de chacun des autres noyaux feuilletés du premier groupe, d'une valeur égale à la dimension de la barre du noyau feuilleté du deuxième groupe, mesurée dans le deuxième sens. L'invention permet d'élever la sécurité de mouvement de l'équipage de transport de surface à grande vitesse muni d'un moteur électrique asynchrone à mouvement gnxe lacez à la création d'une stabilisation transversale de l'inducteur par rapport à l'élément secondaire, ainsi que d'augmenter la fiabilité de -fonctionnement du transport de surface à grande vitesse. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs,avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation du moteur électrique asynchrone linéaire, selon l'invention; - la figure 2 montre la répartition des phases de la source de courant triphasé entre les bobines de l'enroulement triphasé selon la figure 1. Le moteur électrique asynchrone linéaire comprend un inducteur 1 (figure 1) avec un circuit magnétique composé d'un premier groupe de noyaux feuilletés 2 et d'un deuxième groupe de noyaux feuilletés 3, et avec un enroulement concentré 4 à plusieurs phases, dont les bobines 5 sont disposées en rangées, et un élément secondaire 6 constitué d'une partie conductrice 7 se trouvant sur une base magnétique 8 et séparé de l'inducteur 1 par un jeu S . L'inducteur 1 se déplace dans le sens de la flèche D. Les noyaux feuilletés 2 du premier groupe sont montés suivant une première direction, c'est-à-dire perpendiculairement à la direction de déplacement de l'inducteur 1, et sont reliés entre eux par les noyaux feuilletés 3 du deuxième groupe, qui sont montés suivant une deuxième direction, perpendiculaire à la première, c'est-à-dire suivant la direction de déplacement de l'inducteur 1. Chaque noyau feuilleté 2 du premier groupe possède quatre encoches disposées entre cinq barres 9 et reliées par une culasse 10; dans les encoches sont placées les bobines 5. Chaque noyau feuilleté 3 du deuxième groupe a une forme en U et est composé de deux barres Il et d'une culasse 12. Le nombre de noyaux feuilletés 3 du deuxième groupe disposés entre chaque paire de noyaux 2 mutuellement voisins est égal à cinq. Il est avantageux que la dimension de chacun des noyaux 2 extrêmes mesurée suivant ladite deuxième direction, soit supérieure à la même dimension de chacun des autres noyaux 2 d'une valeur égale à la dimension de la barre Il du noyau 3 mesurée suivant ladite deuxième direction. Il en résulte que les bobines S de l'enroulement concentré 4 à plusieurs phases sont identiques, ce qui à son tour améliore la technologie de fabrication de l'inducteur 1. Chaque bobine 5 de l'enroulement concentré 4 des rangées extrêmes disposées suivant ladite première direction entoure l'une des barres 9 d'un noyau 2 et l'une des barres Il d'un noyau 3, tandis que chaque bobine 5 de l'enroulement concentré 4 des autres rangées entoure l'une des barres 9 d'un noyau 2 et les barres 11 des deux noyaux 3 adjacents. La figure 2 montre la répartition des phases d'une source de courant à tension triphasée entre les bobines de l'enroulement concentré triphasé, A, B, C étant des désignations conventionnelles desdites phases de la source de courant à tension triphasée. Ft exprime l'effort de traction du moteur électrique asynchrone linéaire; F1, F2 expriment les efforts développés par le moteur électrique asynchrone linéaire suivant ladite première direction. Les bobines 5 (figure 1) de l'enroule- ment concentré 4 de chaque rangée disposée suivant la deuxième direction ont un ordre direct d'alternance des phases A, B, C (figure 2). Les bobines 5 (figure 1) de l'enroulement concentré 4 de chaque rangée disposée suivant la première direction ont, jusqu'au milieu de la rangée, un ordre direct d1alternance des phases A, B, C (figure 2), et après ledit milieu, un ordre inverse d'alternance des phases A, B, C. Le moteur électrique asynchrone linéaire proposé fonctionne de la manière suivante. Pour faire déplacer l'inducteur 1 (figure 1) dans le sens de la flèche D, l'enroulement concentré triphasé 4 de l'inducteur 1 est branché sur une source de courant à tension triphasé, dont les phases A, B, C (figure 2) sont réparties d'une manière appropriée entre les bobines 5 (figure 1) de l'enroulement concentré triphasé 4. Il se crée ainsi des champs magnétiques de déplaçant en sens inverse du déplacement de l'inducteur 1 et résultant du fonctionnement de tout le système de bobines de l'enroulement concentré 4 de l'inducteur 1. il se crée aussi des champs magnétiques se déplaçant dans des oens opposés et engendrés par les bobines 5 de chaque rangée disposée suivant la première direction. Les champs magnétiques mobiles intersectent la partie conductrice 7 de l'élément secondaire 6 en induisant dans cette partie 7 des forces électromotrices provoquant la circulation, dans la partie conductrice 7 de l'élément secondaire 6, de courants tourbillonnaires qui entrent en interaction avec les champs magnétiques de l'inducteur 7 du moteur linéaire. Par suite de l'interaction des champs magnétiques se déplaçant dans le sens opposé au déplacement de l'inducteur 1, d'une part, et des courants dans la partie conductrice 7 de l'élément secondaire 6, d'autre part, il se crée des efforts de traction Ft (figure 2) agissant suivant la deuxième direction et des forces de lévitation du moteur linéaire.Lors de l'interaction des champs magnétiques se déplaçant dans'des sens opposés d'une part, et des courants dans la partie conductrice 7 (figure 1) de l'élément secondaire 6, d'autre part, apparaissent des efforts F1 (figure 2) et F2 dirigés en sens contraire et s'équilibrant mutuellement sans exercer une influence sur le fonctionnement du moteur linéaire en l'absence de perturbations latérales agissant sur l'inducteur 1 (figure 1). Si, sous l'action de perturbations latérales aléatoires quelconques, par exemple, d'un fort vent latéral, il se produit un déplacement de l'inducteur î suivant la première direction, alors 7 'équilibre des efforts F1 (figure 2) et F2 est dérangé , étant doié qu'une partie de l'inducteur 1 (figure 1) est déplacée au-dela de l'élément secondaire 6 et, sous l'action de l'effort stabilisant qui apparat et qui est egal à la différence des efforts F1 (figure 2) et F2, l'inducteur 1 (figure 1) du moteur linéaire revient h sa position initiale, en reprenant ainsi son équilibre. Il est à noter que la valeur de 1 'effort stabilisant est proportionnelle à la valeur de l'effort de la perturbatlon latérale. Ainsi, la présente invention permet d'assurer la stabilisation transversale de l'inducteur par rapport à l'élément secondaire du moteur électrique asynchrone linéaire. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1.- Moteur électrique asynchrone linéaire comprenant un inducteur avec un circuit magnétique composé d'un premier et d'un deuxième groupe de noyaux feuilletés et avec un enroulement concentré à plusieurs phases dont les bobines sont disposées en rangées, et un élément secondaire constitué dtune partie conductrice placée sur une base magnétique, les noyaux feuilletés du premier groupe étant disposés suivant une première direction et étant reliés entre eux par les noyaux feuilletés du deuxième groupe disposés suivant une deuxième direction, perpendiculaire à ladite première direction, chaque bobine dudit enroulement concentré entourant l'une des barres d'au moins l'un des noyaux du premier groupe et l'une des barres d'au moins l'un des noyaux du deuxième groupe, les bobines de chaque frangée disposée suivant ladite deuxième direction ayant un ordre direct d'alternance des phases, caractérisé en ce que chaque noyau feuilleté du premier groupe possède au moins quatre encoches dans lesquelles sont disposées les bobines de l'enroulement concentré à plusieurs phases, chaque noyau feuilleté du deuxième groupe ayant une forme en U, le nombre de noyaux feuilletés du deuxième groupe entre chaque paire de noyaux feuilletés voisins du premier groupe étant supérieur d'une unité au nombre d'encoches des noyaux feuilletés du premier groupe, et les bobines de l'enroulement concentré à plusieurs phases de chaque rangée disposée suivant ladite première direction ayant, jusqu'au milieu de la rangée, un ordre direct d'alternance des phases, et après ledit milieu, un ordre inverse d'alternance des phases. 2.- Moteur électrique asynchrone linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension des noyaux feuilletés extrêmes du premier groupe, mesurée suivant ladite deuxième direction, est plus grande que la même dimension de chacun des autres noyaux feuilletés dudit premier groupe d'une valeur égale à la dimension de la barre du noyau feuilleté du deuxième groupe, mesurée suivant ladite deuxième direction.