Brevet FR2544565A1 — publié le 19841019

La présente invention concerne un moteur linéaire, et en particulier une structure perfectionnée de l'enroulement d'induit de ce moteur. Il y a certains enroulements d'induit de moteur linéaire qui ne sont pas totalement contenus, par leur structure, dans l'espace partiel d'un noyau de fer, afin de réduire la réactance de fuite due au flux magnétique de fuite de l'espace partiel. Cependant, dans de tels enroulements d'induit, si le nombre de spires d'un enroulement d'induit à une phase qui se trouve aux extrémités de l'espace partiel d'un noyau de fer par rapport à la direction de parcours du champ magnétique dans un moteur linéaire est le même que le nombre de spires d'un ou plusieurs enroulements différents d'induit à des phases différentes dans l'espace partiel, la réactance du premier enroulement d'induit est plus faible que la réactance des derniers enroulements d'induit du fait de la position du premier enroulement d'induit, avec pour résultat un déséquilibre entre les réactances des enroulements d'induit et en conséquence une caractéristique de poussée détériorée. La présente invention a par conséquent pour objet un moteur linéaire de structure simple comprenant deux enroulements d'induit ou plus, qui ne sont pas totalement contenus dans l'espace partiel d'un noyau-de fer et ayant une réactance égale, avec une excellente caractéristique de poussée. Afin d'atteindre cet objectif, le moteur linéaire selon la présente invention est agencé de façon que le nombre de spires de l'enroulement d'induit qui se trouve aux extrémités de l'espace partiel d'un noyau de fer par rapport à la direction de parcours du champ magnétique du moteur linéaire soit plus important que le nombre de spires des autres enroulements d'induit dans l'espace partiel Dans le mode de réalisation préféré, l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires peut utiliser un fil plus fin que les autres enroulements d'induit De même, l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires peut être enroulé sur le noyau de fer dans son espace partiel L'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires peut être un enroulement concen- trique, les autres enroulements d'induit étant des enroulements en bande respectivement enroulés sur et autour du noyau de fer. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 montre une vue en perspective et en coupe de l'induit du moteur linéaire selon la présente invention; les figures 2 et 3 montrent des vues en coupe de modes de réalisation différents du moteur linéaire selon l'invention, respectivement; les figures 4 A et 4 B montrent les structures, en coupe transversale agrandie, des parties d'enroulement à l'extrémité gauche montrée sur les figures 1 et 2; et les figures 5 et 6 montrent une vue en perspec- tive en coupe partielle et une vue latérale partielle d'un autre mode de réalisation o la présente invention est adaptée à un moteur linéaire biphasé, respectivement. Il faut noter que les mêmes chiffres de référence indiquent dés pièces identiques ou correspondantes. En se référant maintenant aux dessins et en particulier à la figure 1, on peut y voir l'induit du moteur linéaire selon l'invention o des enroulements d'induit triphasé 10, 12, 14 et 16 sont disposés sur un noyau de fer 18 Ces enroulements 10, 12, 14 et 16 et le noyau de fer 18 sont disposés dans des structures de support 22 et 24 qui sont formées en un matériau non magnétique comme de l'acier inoxydable pour supporter les enroulements d'induit Les enroulements d'induit 10 et 16 sont disposés dans des parties en creux 19 et sont connectés à la phase A des trois phases A, B et C d'une source d'alimentation en courant triphasé (non représentée), tandis que les enroulements d'induit 12 et 14 sont reliés aux phases B et C, respectivement Les enroulements d'induit 10 et 16 sont séparément disposés dans deux espaces partiels 26 et 28 du noyau de fer 18 respectivement définis par les structures de support 22 et 24 et les no enroulements d'induit 12 et 14 sont disposés pour relier les espaces partiels 26 et 28 comme le montre la figure 1, c'est-à-dire que les enroulements d'induit 12 et 14 ne sont pas contenus dans les espaces partiels respectifs 26 et 28, afin de réduire la réactance de fuite comme on l'a indiqué ci-dessus. En supposant que le nombre de spires dans chacun des enroulements d'induit 10 et 16 à la phase A est n et que la somme des nombres de spires des enroulements d'induit 12 et 14 aux phases B et C est m, ces enroule- ments d'induit 10, 12, 14 et 16 sont formés pour présenter la relation qui suit, selon l'invention m moteur linéaire est également améliorée. Il faut noter que dans le mode de réalisation ci-dessus, le noyau de fer 18 est divisé en deux espaces 26 et 28 entourés par les structures de support 22 et 24 pour supporter les enroulements d'induit tandis que, comme le montre la figure 2 on peut également efficacement utiliser un noyau de fer 30 n'ayant pas d'espaces divisés. Cependant, dans ce dernier cas, le noyau de fer peut avoir deux espaces partiels identiques qui sont définis par la bordure entre les enroulements 10 et 16 Il faut également noter que le noyau de fer du mode de réalisation ci-dessus de la figure 1 n'a, par sa structure, ni fentes ni dents mais uniquement les parties creusées 19 tandis que, comme le montre la figure 3, on peut efficacement utiliser un noyau de fer 32 ayant des fentes 34 et 34 ' Dans ces fentes 34 et 34 ' sont disposés les enroulements d'induit 10 et 16 à la phase A, les enroulements d'induit 12 et 12 ' à la phase B et les enroulements d'induit 14 et 14 ' à la phase C Dans ce cas également, le noyau de fer 32 présente deux espaces partiels identiques comme dans le cas de la figure 2. Il faut de plus noter que dans les modes de réalisation ci-dessus, l'enroulement d'induit placé aux extrémités de l'espace partiel du noyau de fer par rapport à la direction de parcours du champ magnétique par le moteur linéaire emploie le même fil que les autres enroulements d'induit dont le nombre de spires est plus faible que dans le cas du premier, en utilisant l'espace supplémentaire formé par les parties creusées 19 dans les noyaux de fer 18 et 30 comme le montrent les figures 1 et 2, ainsi que les fentes plus profondes 34 o sont disposés les enroulements d'induit pour le noyau de fer 32 de la figure 3 tandis que l'enroulement d'induit qui se trouve aux extrémités de l'espace partiel du noyau de fer, dont le nombre de spires est plus important, peut utiliser un fil plus mince que celui des autres enroulements d'induit pour augmenter le nombre de spires sans prévoir de parties creusées et/ou de fentes profondes. Il faut de plus noter que dans les modes de réalisation ci-dessus des figures 1 à 3, l'enroulement d'induit dont le nombre de spires est plus important est enroulé de manière superflue sur le noyau de fer pour remplir les parties creusées 19 ainsi que la fente plus profonde 34 dans les noyaux de fer 18, 30 et 32 comme le montre la figure 4 A, alors que l'enroulement d'induit ci-dessus peut être enroulé sur le noyau de fer en étant étendu en direction latérale pour augmenter de même le nombre de spires sans prévoir de parties creusées et/ou de fentes profondes comme le montre la figure 4 B. On décrira maintenant un autre mode de réalisation de l'invention en se référant aux figures 5 et 6 o un moteur linéaire diphasé utilisé de préférence dans un dispositif pour l'agitation électromagnétique d'un métal en fusion est illustré. Les enroulements d'induit 50, 52 et 54 sont connectés à la phase A des deux phases et ils sont enroulés autour d'un noyau de fer 56 sous la forme d'enroulements en bande, et-l'enroulement d'induit 58 est relié à la phase B des deux phases, et est enroulé sur le noyau de fer 56 sous forme d'un enroulement concentrique A travers chacun des enroulements d'induit s'écoule un courant alternatif, selon les polarités indiquées sur la figure 5 La polarité du courant qui s'écoule dans les enroulements d'induit 50, 52 et 54 est différente, en phase, de celui s'écoulant dans l'enroule- ment d'induit 58 de 900 Des matériaux de blindage 60 et 62 de forte conductivité sont prévus pour séparer le flux magnétique de l'enroulement d'induit 58 à la phase B du côté arrière du noyau de fer 56. Du fait des polarités de courant des enroulements d'induit 50, 52, 54 et 58 de la figure 5 sur la face exposée, en section transversale, dans le moteur linéaire ainsi construit, le moteur linéaire a un champ magnétique en déplacement qui est produit à sa face supérieure. Un flux magnétique alternatif est bloqué par la simple disposition, au côté arrière du noyau de fer 56, des enroulements d'induit 50, 52 et 54 à la phase A ainsi que des matériaux de protection ou de blindage 60 et 62 comme on peut également le voir sur la figure 6, avec pour résultat une réactance réduite des enroulements d'induit à la phase A, une caractéristique souhaitable de poussée et pas de vibration de la structure péri- phérique. On peut noter que dans ce mode de réalisation des figures 5 et 6, est prévu un noyau de fer 56 sans fentes ou dents tandis qu'un noyau de fer avec des fentes ou des dents peut également être efficacement utilisé comme avec le cas des figures 1 à 3. Il faut également noter que ce mode de réalisa- tion présente les matériaux de protection ou de blindage et 62 tandis que ces matériaux peuvent être laissés s'il n'y a pas de problème pratique et que ce mode de réalisation traite d'un moteur linéaire biphasé tandis qu'un moteur linéaire multiphasé comprenant le moteur linéaire triphasé de la figure 1 peut être applicable dans ce mode de réalisation. Comme dans ce qui précède, le moteur linéaire de la présente invention est agencé de façon que le nombre de spires d'un enroulement d'induit d'une phase placé aux extrémités de l'espace partiel d'un noyau de fer par rapport à la direction du déplacement du flux magnétique du moteur linéaire soit plus important que celui des enroulements d'induit aux autres phases qui ne sont pas totalement contenus dans l'espace partiel, et par conséquent le déséquilibre entre les réactances des enroulements respectifs d'induit est amélioré et les caractéristiques de poussée deviennent souhaitables. De même, l'usage combiné d'un enroulement concentrique et d'un enroulement en forme de bande facilite avanta- geusement la fabrication des enroulements ainsi que leur installation sur un noyau de fer. R E V E N D I C A T I O N S 1. Moteur linéaire caractérisé en ce qu'il comprend: un noyau de fer ( 18) et deux ou plusieurs enroulements d'induit ( 10, 12, 14, 16) à différentes phases, tous n'étant pas totalement contenus dans un espace partiel dudit noyau de fer, lesdits enroulements d'induit étant agencés de façon que le nombre de spires de l'enroulement d'induit ( 10, 16) placé aux extrémités de l'espace-partiel du noyau de fer par rapport à la direction de parcours du champ magnétique dudit moteur linéaire soit plus important que celui des autres enroulements ( 12, 14). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires utilise un fil plus fin que les autres enroulements d'induit. 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires est enroulé sur le noyau de fer dans son espace partiel. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires est un enroulement concentrique ( 58) et les autres enroulements ( 50, 52, 54) sont en forme de bande respectivement enroulées sur et autour du noyau de fer ( 56). 5. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements d'induit sont prévus pour un moteur linéaire triphasé. 6 Moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nombre de spires des autres enroulements d'induit a un nombre additionné plus faible que le nombre de spires de l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires. -35 7 Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements d'induit sont prévus pour un moteur linéaire biphasé. 8. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau de fer est divisé en deux espaces partiels ( 26, 28) dont chacun contient l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires. 9. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau de fer a des parties creusées ( 19) qui y sont formées, o est disposé l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires. 10. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le noyau de fer sont formées des fentes profondes ( 34, 34 ') o est disposé l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires. 11 Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires est disposé dans les parties creusées formées dans le noyau de fer en direction verticale. 12. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires est étendu le long de la direction latérale du noyau de fer. 13. Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enroulement d'induit ayant le plus grand nombre de spires est disposé dans les fentes profondes formées dans le noyau de fer dans sa direction verticale.