Brevet FR2497420A1 — publié le 19820702

-.-"!1 ?497 '? 0 Les.oteurs Linéaires '-: oéomAtrie en U nui folt l'objet des ?r-evc.s fan- ai 7?e 31994 "Moteur linéaire pour transports en commun' et 77 07212 "Moteur linéaire prismatiîue à grande vitesse et à très grande puissance massique" ont l'inconvAnient d'avoir un grand encombrement dans le sens de la hauteur de l'UJ. nette particularité est gênante lorsoue l'on cherche à les adapter à des bogies de chemin de fer, A des systèmes à sustentation magnéticue ou à coussin d'air. Fn outre, le support en U oui les caractérise est à la fois difficile à réali- ser et à refroidir. L'invention concerne une structure en OMEGA oui est caractérisée, si l'on 1$ veut, par in rabattement de chaque cêté,des parties terminales des branches du TT. L'encombrement en hauteur est donc réduit de toute la largeur de ces bords rabattus et on peut disposer]'O0MEMA avec son ouverture en bas ce qui supprime tout danger de blocage par présence de neige, grêle ou pierres. Sous cette nouvelle forme le moteur est à la fois plus facile à exécuter et à refroidir. Fn outre, du fait que l'on est moins gêné pour élargir les ailes o circulent les courants longitudinaux, ils ont une plus grande poussée pour un poids donné. Des dispositions nouvelles pour les jonctions entrO tronçons d'induit, le feuilletage du noyau, les galetesqui constituent l'enroulement et les dents ma- ?l gnétieues oui séparent ces galettes, ainsi que pour le support, permettent d'ob- tenir un moteur dont la simplicité technologique et la capacité de refroidisse- ment sont bien supérieures à tout ce que l'on pouvait faire jusque là. Enfin un boitier allongé le long du support et contenant un combinateur connecté à toutes les bobines permet d'obtenir un moteur à plusieurs vitesses. Le plan ci joint représente à titre non limitatif un moteur conçu suivant l'invention. La figure 1 représente sa vue partielle en coupe et la figure 2 une coupe suivant YY à travers l'enroulement. Ces vues font apparaitre la partie conductrice 1 de l'induit en forme d'OMEGA et, tout contre elle, sa partie magnn tique ?. Ces deux parties sont montées sur la voie par tronçons et, pour autori- ser les différences de dilatation entre les tronçons maqnétiques et les tronçons conducteurs, on ne fixe les seconds sur les premiers que par leur milieu. le passage du flux magnétique de l'un à l'autre des tronçons de la partie mnagntique est amélioré grace à des plaques 3 disposées à leurs extrémités per- pendiculairement à leur allongement et montées face à face à chaque jonction avec entre elles un intervalle juste suffisant pour autoriser les dilatations. Les deux plaques 3 placées face A face sont représentées en 3' sur la coupe par- tielle superpoAsée à la figure principale. Il se pose également un problème de continuité des courants dans l'induit et, comme là encore il faut tenir compte des dilatations, on trouve une plaque 4,0 pline 4 soude aux extrémités en regard des ailes des parties conductrices 1. ILe oli apparait en 4' sur la vme rabat-tue et on voit cue sa place est faite soit en disposant les piaeues 3 1 _rer:ent en -o.lioue s;i en les interrompant - 1' endroit voulu et en sda let 4sreue er retreit des ' eq 5. L'induit comnporte un noyau]ongt-.tudiral ui doit ev--o7er du flux dans toi- te ta partie ceotraI de i 'C!Ed_ A et,ui d>r.aic -tre e!et- sui-vant toutes les directions ou il n, e e- ?lu-:, (itoue ce. es. *t pos ib!e ol te î lil- itte norizontalen1cshdan-z oe ite pi_--,ial: i^ le des ?'-ans du. reux de 1.'OMFA, et v-erticae _eni. S la zo-.e ' si- e pri cipalemei- fÀ ct: :L fore de ce creux. Ces parties feui-te - -.- s e-ndes -cú2isa- :ent m:'nces pour se p 'teIss c a-ser. _e pae c -;s1c-uia2 in da 'n flux t,5rement eliioue par rapport a ireci dI i' ietae Le noyau est entouré par wn mandrin isolait 8 a Cuuu-cr Cxauel est dssé enroulersan.t 9. Celui ci est subdicvisé en hobJmes e la fi-ur 2 repré-sente la coupe Par;ielle suivart XX dle o' ne ee ces bobiDes F at apparaitre ia car- casse isolante composee du mandrin 8, dez3 joues O et l.e ' lerveloppe extrieure 11, et l'enroulement lui maime est constitué de rubeans plats ou d'ensembles de rubans plats 12 qui sont disposas de telle mniare eue, d'un tour à l'autre, ou d'un ensemble de toursA l'autre, ils soient d'ecals alternativement dl-n cOA_ et de 1'dutre de manière à faire apparaitre des canaux de section rectagalaire 13 qui offrent une surface de refroidissement bien plus gande que les canaax anu- laires plats habituellement prévrus, et par consequent permettent d'assurer un bien meilleur refroidissement. Des ecarteurs crénelés 14 maintiennent les décalages et ils sont placés au milieu de l'entrée d'air i5 et de la sortie d'air 16 de telle manière qu'ils ne gênent pas l'écoulement de cet air. Entre les galettes de spires sont plecAes les plaquettes 17 qui conduisent le flux magnétique et qui, comme elles doient conduire c- flux suivant 3 direc- tions, sont en forme de U1, l'ouverture de 'IUJ -tan. situ-e du cet4 de l'ouvertu- re de l'OMEGA. C'est donic dans cette ouverture Oua passent les connexions de ga- lette à galette 18. Les plaquettes 17 on; une découpe triangulaire 19 au droit de la fente 16. Les barrettes magnétiques 17 oui viennent d'êre mentionnées sont placées A l'intérieur de la protection isolante de la bobine si bien au'on 4vite la dis- Position coteuse en place cui consiste à isoler séparAment chaque galette. Il existe également d'autres plaquettes maenA.itiiues ? oui sont placAes entre les bobines et qui, grâce à un pli court 21, permettent de solidariser l'ensemble constitué par le noyau 6-7, les bobines 9 et les barrettes magntiques 17, avec lune plaque conductrice 2?2 ui remplace le support en Il des moteurs à g9ométrie en UT et aui prend cette forme tr.as simrle,râce au rabattement des ex- tr,émitaés de ce 'y qui conduit à la forme er.n MR.,. oUt comme le qupport en TT du 3 2497420 moteur, a omtrie en UT, cette plaque forme écran aux flux de fuite en ce sens ou'elle est le siège des courants induits qui compensent les parties des cou- rants induits et inducteurs qui ne peuvent se compenser mutuellement. Elle est donc bonne conductrice d'électricité. I'air de refroidissement panètre dans la gaine descendante 93 puis dans le hoitier ?4 et, d'une part il refroidit l'enroulement en allant de l'entrée d'air des galettes 15 à leur sortie d'air 16 en passant en parallèle des deux côtés du noyau, d'autre part il refroidit la plaque- support en passant par les canaux 25 et 25' ménagés dans ce dernier. Les connexions 26 des bobines aboutissent sur des plots 27 dont certains sont reliés à des couteaux tournants 28 oui A eux tous constituent un combina- teur et qui peuvent assurer la fermeture de plusieurs lignes de contact (4 sur la figure). ILes plots fixes _9 de ces lignes de contact sont reliés à des plots 27 et aux phases de l'alimentation de telle manière que l'on obtienne autant de couplages différents qu'il y a de lignes de contact. On peut ainsi obtenir plu- sieurs Vitesses de synchronisme différentes, par exemple 80 et 160 km/h (vites- se maximale 140 km/h) pour un moteur de chemin de fer normal, 80, 160, 240 et 3_O km/h (vitesse maximale 260 km/h) pour un moteur de rame à très grande vites- se. Le même moteur peut convenir pour les deux applications: il suffit de simplifier son combinateur pour la version à 140 km/h. La figure 3 représente une variante d'exécution qui permet de réduire 1' encombrement en largeur: les ailes 2 de l'OMEGA constitué par la partie magné- tinue de l'induit sont beaucoup plus courtes oue les ailes 1 et ces dernières sont rabattues en 30 par dessus les premières. Corrélativement, les ailes du support 9? sont rabattues en 31 par dessus celles de l'induit, et les canaux de refroidissement 95 sont prolongés dans la partie rabattue. Enfin la figure 4 représente l'adaptation à un bogie de chemin de fer. L'induit en OMFCA a son ouverture dirigie vers le bas de manière qu'aucune ob- turation due à la neige, la grêle ou la malveillance ne soit à craindre. Les ailes sont en légère pente descendante pour favoriser l'écoulement de l'eau de Dluie et éviter que cette dernière ne pénètre entre la partie magnétique et la partie conductrice. Les tronçons de l'induit sont fixés sur la voie Par des plaques-supports 39 vissées sur les supports 33 par les semelles 34 et fixées aux plaques 3 oui terminent les tronçons des parties magnétioues. Le moteur est porté par sa gaine d'entrée d'air 23 qui est elle-même por- tée par des traverses 35 reliées à des longerons 36 directement portés par les boites d'essieu. De la sorte, ils ne subissent pas les déplacements liés à l'exis tence de la suspension. ouant à l'augmentation du poids non suspendu, elle est 4 2497420 rendue sans inconvénient par l'extrême légèreté des moteurs conçus selon l'in- vention: leur poids total est bien moindre que celui de la fraction du réducteur de vitesse qui est solidaire des essieux sur les bogies motorisés traditionnels. La gaine d'entrée d'air porte plusieurs ventilateurs 37 et filtres à air 38. RFVENDI0ATIONS 1 - Moteur linéaire à inducteur constitué par des bobines annulaires oui entou- rent u- noyau magnétique de section carrée ou rectangulaire et à induit envelop pant cet inducteur sur 3 c3tés conçu de manière à assurer à la fois le passage t! fluy manétique et des courants induits, caractérisé en ce que les parties de ce induit qui dépassent de l'inducteur et (ui assurent le passage des cou- rants induits longitudinaux sont plies à 90( de part et d'autre de manière que l'ensemble de cet induit prenne une section en forme de OMEGA. o - Induit en OMEGA de moteur linéaire suivant revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une couche en mZtal bon conducteur 1 placée contre la couche I0 ? qui autorise le passage du flux magnétique, la première étant découpée en trot çons fix6s à la seconde par leur milieu, de manière à pouvoir se dilater libre- ment. 3 - Induit en OMEGA suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractéri se en ce nue le passage dlu flux de l'un à l'autre des tronçons 2 qui constituent sa partie magnétique est amélioré par des plaques terminales 3 montées perpendi- culairement à leur allongement, les deux plaques terminales situées face à face aux extrémités en regard étant à très faible distance l'une de l'autre. 4 - Induit en OMEGA suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractéri- s4 en ce oue le passage des courants induits d'un tronçon à l'autre de la couche conductrice 1 est assuré par une plaque pliée 4 soudée aux deux extrémités en regard. - Noyau d'inducteur de moteur linéaire suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4 caractérisé en ce que du côté 6 du fond de l'OMEGA, il est feuillet! dans le sens de la hauteur, alors que du côté des flancs 7 il est feuilleté en largeur, chaoue partie feuilletée étant elle même subdivisionnée en bandes de faible largeur. 6 - Bobine d'inducteur de moteur linéaire suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle est constituée de galettes plates sépa- r&es Par des plaouettes magnétiques feuilletées 17 qui sont en forme de U, l'ou- verture du U étant situé du côta de l'ouverture de l'OMEGA et autorisant le pas- sage des connexions de galette à galette 18, l'ensemble étant protégé par une isolation commune 8, 10, 11. 7 - Inducteur de moteur linéaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractAri-sé en ce que les bobines sont séparées par des plaquettes magnAti- ques en Il 90, l'ouverture du UJ étant situé du côt, de l'ouverture de l'OMEGA, et faisant apparaitre des plis à 90 91 qui servent à fixer ces plaquettes sur la planle-suDport ??. WQs; 92497420 - support -:? d'inducteur de -uoteur!_inaire -uivant i 'rue auelconaue des re- vendications 1 7 caract4risé ei ce:ui] eet con:u par une p]acue en - tal bon conducteur de i Jnlecricit' est dispos-Ae en regard des ailes de ' inuit-, a ?l]C ? lette di t--2e mtni- ouement admisib hl e. 9 - Palette de hot-ine indUcOr2ce de p.ote oinmai?: -_-9--an? evenditlon 6 carac;'-risée en ce cue le- sires -u enr e -! -; qnt -tie- nenir dca] _ ' cru cos,-,:' de '-Icrve ie.l-rL-: à - -: =-' ': - canm. annulaire, -'3 parcourus,.. pde r.eroidis-e:--.e t. - Calette de bobinc i çl cie tsuie. - r ce cue les décarlaes alter-:x o-nt - naintenus D- 'e ar-etces 14 munies de cr4- neaux appropriés et situ(-c i.me' au.i ieu ot -ui zorrespond au fond de (, UMFOA, a, i ' aure a mii. eu du c-ot.ui correspon d I 'overture de 1 'OMEGA, de manière nue l 'air de refroidissement jU!- est entré par vne fente 15 de la pla- ue-support 22 et de l'envteloppe iso0 arnte -1i piuc sse ?asser en parallèle dans les deux deni tours des caruxcirculaires '3 et *-.cipper au Fond de 1'OMEGA par une fente 16 de l'enveloppe isolante 11. 11 - Plaque-support d'inducteur de moteur lindaire suivant l'une nuelconcue des revendications I à tO caractérisé en ce due du c*té opposé à l'induit elle est doubléee par un boitier plat et ailongé 23 et 24, la partie 93 sitée complète- ment sur le c8t4 servant d'entrée d'air et la partie _4 siiuée en dessous ser- vant de répartiteur d'air dans toutes les Fentes 15. 17 - Plaque-support d'indecteur de moteur linCaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11il caractérisée en ce au'elle est -ercée de canaux transver- saux 25 aui commwuniquent avec le boitier de rApartition d'air 24 aux environs du milieu de ia plaque, et d4bouchent à 1 extArieur.ur ses bords. 13 - Enroulement inducteur de moteur linéaire suivart l'ure quelconnue des re- vendications 1 à ? caracterlse en ce que les connexions rA des bobines aboutis- sent A un ccmbinateur 7,, 7 9 piacé danq le boitier 3-'4 et conçu pour con- necter les obinr.es de dlfférentes faç-ns de manière à permettre d'obtenir plu- sieurs vitesseq. 14 - Combinateur pour moteur linéaire suivant revendication 13 caractArisé en ce aue les connexions 96 aboutissent à des plots centrauy ?7 sur certains desqauels peuvent venir tourner des coutrauy P oui relient Alectri.ement les plots ?7 intéressés à des lignes de Fplots p. riphArioues >9, e-x mêmes judicieusement connectés auy plots >- voulus et aux alimentations exté-rieures. - Moteur linsaire à structure en OItEA suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 1,1 caractérisA en ce que les ailes de la partie conclductrice 1 sont reoliAes et rabattues en 20 Par dessus celles de la parTie ma-gn,tinue ?, la placue-support tlt elle au'ssi repli-e et rabattu efn 71 en laissant le tI 2497420 plus petit intervalle melcaniquement admissible entre elle et la partie rabattue de l'induit. 16 - Moteur linéaire suivant l'une quelconque des revendications 1 à 15 monté avec les inducteurs sur les véhicules et les induits sur la voie caractérisé en ce que cet induit est disposa avec l'ouverture de l'OMEGA dirigée vers le bas.