Brevet FR2559945A1 — publié le 19850823

DISPOSITIF D'AIMANTATION MULTIPOLAIRE La présente invention concerne un dispositif d'aimantation multipolaire pour former, sur au moins une surface d'un corps aimantable, une série de zones aimantées présentant successivement des polarités alternantes, comportant au moins une source d'énergie électrique, au moins un disposi- tif générateur d'impulsions de courant connecté à cette source, et plusieurs portions de conducteurs électriques allongées, connectées au dit dispositif générateur d'impul- sions et disposées de façon à créer des champs magnétiques produisant l'aimantation desdites zones. Dans un tel dispositif, il est usuel d'alimenter les conducteurs à partir d'un générateur d'impulsions de courant unique, dont la tension devait être suffisamment élevée pour créer le courant d'aimantation nécessaire. Un tel agencement présente toutefois des inconvénients majeurs lorsqu'il s'agit de produire sur un corps de faibles dimensions, tel qu'un rotor de moteur pas à pas, un grand nombre de zones aimantées, par exemple dans le but d'atteindre, dans le cas d'un tel moteur, un nombre de pas élevé. En effet, lorsque le nombre de zones à aimanter augmente pour un volume ou une surface donnés du corps correspondant, la section de cuivre utilisable et l'espace disponible pour l'isolation des conducteurs se trouvent réduits en conséquence. Il s'ensuit, d'une part, que le problème de l'échauffement du dispositif devient très vite critique, et que, d'autre part, la tension de travail admissible diminue en raison du risque de claquage. De plus, dans les dispositifs de ce type, l'homogénéité de l'aimantation des différentes zones n'est pas satisfai- sante. En effet, les portions de conducteurs produisant les champs d'aimantation respectifs présentent en pratique toujours des variations de section, donc de résistance électrique, et conduisent ainsi des courants d'aimantation différents. L'alimentation usuelle, en parallèle, des conducteurs ou de groupes de conducteurs ne permet pas d'assurer une homogénéité suffisante dès le moment o il n'est plus possible, notamment pour des raisons d'échauffe- ment, de saturer les zones à aimanter par un excès de courant. Un inconvénient supplémentaire provient du fait que l'alimentation habituelle rend la détection de pannes par suite de claquage très difficile, les variations de niveau de courant correspondantes étant très faibles. L'invention a pour but de remédier aux défauts et aux limitations des dispositifs d'aimantation connus et notam- ment de fournir un dispositif du type mentionné au début qui permette d'aimanter un grand nombre de zones sur un espace réduit, de façon très homogène. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caracté- risé en ce que lesdites portions de conducteurs sont disposées de façon que l'aimantation de chaque zone soit produite par le champ magnétique engendré par au moins quatre portions de conducteurs connectées à au moins deux dispositifs générateurs d'impulsions distincts produisant des impulsions de courant sensiblement égales. D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après et du dessin annexé qui illus- tre un exemple de réalisation du présent dispositif. Dans le dessin, la figure 1 est un schéma de la disposition et de l'alimentation des conducteurs électriques du dispo- sitif d'aimantation, la figure 2 est une vue en coupe transversale, schématique, le long de la ligne II-II de la figure 1, montrant l'aiman- tation d'une zone du corps à aimanter, et la figure 3 est une vue en coupe transversale du dispositif en état de fonctionnement. Le dispositif illustré dans les figures 1 à 3 est destiné à l'aimantation d'un rotor de moteur pas à pas multipolaire qui se présente sous forme du disque annulaire 1 partiellement visible en coupe dans la figure 2. Des portions de conducteurs allongées telles que 21 à 28, désignées dans leur ensemble par 2 dans la figure 1, sont disposées parallèlement au disque dans la direction radiale de celui-ci de manière à produire dans le sens circonféren- tiel du disque une série de zones aimantées dans la direc- tion transversale, c'est-à-dire dans la direction axiale du disque. Le dispositif d'aimantation comporte deux parties de support annulaires 5, 51, en un matériau hautement permea- ble, tel qu'un alliage fer-cobalt, entre lesquelles est placé le disque à aimanter 1, plat, de faible épaisseur par rapport à son diamètre et réalisé par exemple en samarium- cobalt. Les parties de support 5, 51 présentent en regard du disque 1 des surfaces polaires planes respectives et comportent chacune une série de fentes radiales telles que 3 et 4 dans lesquelles sont logées les portions de conduc- teurs électriques correspondantes. Ces conducteurs sont agencés et connectés à des sources de courant électrique de la façon décrite ci-après en rapport avec la figure 1. La figure 1 montre la partie de support 5 en plan, les bords extérieurs et intérieurs de sa surface annulaire définissant la surface aimantée sur le disque du rotor. Ainsi que cela ressortira de la suite de la description, cette surface est constituée par une série de zones allon- gées, orientées radialement, et présentant des polarités alternantes sur chaque face du disque. La coupe selon la ligne II-II de la figure 1 est montrée à la figure 2. Chacune des fentes voisines -3, 4 comporte une paire de portions de conducteurs 21, 22 et 23, 24 respecti- vement. Un arrangement analogue de la partie de support 51 et de portions de conducteur 25, 26 et 27, 28 est placé en regard du premier de façon à former un entrefer 6 dans lequel est disposé le disque 1 à aimanter. Les extrémités des portions radiales de conducteur sont reliées comme l'indique la figure 1 de manière à former des groupes de portions de conducteurs connectées en série, les extrémités de chacun de ces groupes étant branchées aux bornes d'un dispositif générateur d'impulsions respectif non représen- té. Sur la figure 1, les extrémités des différents groupes associés à la partie 5 ont été désignées respectivement par El, S1; E2, S2; E3, S3 El0, S1.; Chaque groupe comporte vingt portions de conducteurs et le support présente au total cent fentes telles que 3 ou 4. Les différents groupes sont décalés l'un par rapport à l'autre de sorte que dans chaque fente sont logées des portions de conducteurs appartenant -à deux groupes différents, ces portions étant connectées pour être parcourues dans le même sens par le courant d'aimantation. Dans l'exemple de la figure 1, les groupes se chevauchent de la moitié de leur étendue angulaire. Les conducteurs de la partie opposée 51 sont agencés de façon analogue, un décalage supplémentaire par exemple d'un quart de leur étendue angulaire étant de préférence prévu entre les groupes respectifs des deux parties de support disposées en regard. D'autre part, les différents dispositifs générateurs d'impulsions sont agencés pour fournir des impulsions de courant de même amplitude et de même durée. Ils comportent par exemple essentiellement un condensateur, une résistance de charge montée en série et un dispositif interrupteur agencé pour connecter le condensateur pendant une durée déterminée aux bornes du groupe de portions de conducteurs correspondant. Le condensateur est de préférence chargé à partir d'une source d'énergie commune à l'ensemble des dispositifs générateurs d'impulsions. Il s'ensuit que, dans le schéma de la figure 2, chaque paire de portions de conducteurs est parcourue par un courant de même sens provenant de deux générateurs d'impul- sions différents. Chaque portion de conducteur d'une paire est connectée en série avec une portion de conducteur logée dans la fente voisine de la même partie de support de sorte que les courants circulant dans les portions de conduc- teurs logées dans des fentes voisines soient de sens opposé. D'autre part, les courants circulant dans des paires de portions de conducteurs logées dans des fentes disposées en regard l'une de l'autre sont dirigés dans le même sens. Le champ magnétique créé par quatre paires de portions de conducteurs telles que montrées à la figure 2, a ainsi par exemple le sens indiqué dans cette figure par les flèches et, par conséquent, l'aimantation d'une zone 11 du disque 1, délimitée par des traits pointillés, s'effec- tue dans le sens transversal du disque en faisant appara - tre des pôles de noms opposés sur chacune des surfaces de celui-ci. Il ressort également de la figure 2 que les zones adjacentes à la zone 11 de chaque côté de celle-ci, c'est à dire les zones 12 et 13 partiellement visibles, sont aimantées parallèlement mais en sens inverse par rapport à l'aimantation de la zone 11. Grâce au fait que l'aimantation de chaque zone est produite par courants circulant dans plusieurs portions de conduc- teurs, huit dans le présent exemple correspondant à au moins deux, ici quatre, groupes alimentés respectivement à partir de dispositifs générateurs d'impulsions distincts, l'influence de la différence entre les courants devient négligeable, de sorte qu'une excellente homogénéité de l'aimantation d'une zone à l'autre peut être réalisée. Il est à noter également que l'alimentation séparée des différents groupes permet de travailler avec une tension d'alimentation considérablement réduite, ce qui est impor- tant pour la solution du problème de l'isolation des conducteurs et de l'utilisation optimale de l'espace disponible pour les conducteurs eux-mêmes. La disposition selon la figure 1 présente en outre l'avan- tage que les connexions extérieures entre les différentes portions de conducteurs sont réalisées de façon qu'une boucle fermée soit formée autour de chaque zone à aimanter, parallèlement à la surface correspondante du disque à aimanter. Ceci permet une utilisation particulièrement efficace du courant d'aimantation. Pour obtenir ces boucles fermées dans l'exemple représenté, les groupes de portions de conducteurs qui se chevauchent sont orientés en sens inverse par rapport à leurs connexions aux dispositifs générateurs d'impulsions respectifs. Ainsi, dans le groupe E6, S6 par exemple, le courant circule en direction périphé- rique dans le sens des aiguilles de montre, alors que dans les groupes E2, S2, et E3, S3 qui coopèrent avec ce groupe E6, S6, le courant en direction périphérique circule dans le sens inverse. Les-connexions aux dispositifs générateurs d'impulsions ne sont représentés que schématiquement dans la figure 3 mais il est évident que dans ce cas également la boucle peut être aisément fermée par une configuration appropriée des conducteurs telle que montrée par exemple aux connexions S3, E4. Pour réduire les pertes d'énergie magnétique utile et augmenter ainsi l'efficacité du présent dispositif, les portions de conducteurs allongés, de préférence de section rectangulaire plate utilisant de façon optimale l'espace disponible comme montré à la figure 2, sont disposées dans les fentes de façon que leurs bords extérieurs soient au moins approximativement à la même hauteur que le bord de la fente. La figure 3 montre, en coupe axiale, une réalisation pratique du présent dispositif d'aimantation. On y distin- gue notamment les parties de support annulaires 5 et 51 munies de fentes telles que 3 pour les conducteurs de courant d'aimantation. Les conducteurs eux-mêmes ne sont pas visibles, les parties entourant les supports étant noyées dans une matière plastique, formant des parties 52, - 2559945 53, 54, 55. Comme le montre également la figure 3, chacune des parties de support 5 et 51 est solidaire d'un ensemble respectif 31, 32, ces ensembles étant séparables axialement pour permettre la mise en place de la pièce à aimanter 1, et sont placées dans la position de la figure 3 lors de l'opération d'aimantation du dispositif. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aimantation multipolaire pour former, sur au moins une surface d'un corps aimantable, une série de zones aimantées présentant successivement des polarités alternantes, comportant au moins une source d'énergie électrique, au moins un dispositif générateur d'impulsions de courant connecté à cette source, et plusieurs portions de conducteurs électriques allongées, connectées au dit dispositif générateur d'impulsions et disposées de façon à créer des champs magnétiques produisant l'aimantation desdites zones, caractérisé en ce que lesdites portions de conducteurs sont disposées' de façon que l'aimantation de chaque zone soit produite par le champ magnétique engendré par au moins quatre portions de conducteurs connectées à au moins deux dispositifs générateurs d'impulsions distincts produisant des impulsions de courant sensiblement égales. 2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'au moins une partie des portions de conducteurs connec- tées à un même dispositif générateur d'impulsions sont connectées entre elles en série, les parties de connexion des conducteurs pour la connexion entre elles des parties allongées et pour la connexion aux dispositifs générateurs d'impulsions étant agencées de façon à former, parallèle- ment à la surface des zones à aimanter, une boucle pratique- ment fermée autour de chaque zone à aimanter. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2 pour aimanter transversalement un corps plat ayant deux surfaces planes parallèles et étant d'une épaisseur faible par rapport aux dimensions de ces surfaces, caractérisé en ce que lesdites portions de conducteurs sont disposées de façon que l'aiman- tation de chaque zone soit produite par le champ magnétique créé par au moins huit portions de conducteurs disposées par paires, les portions de chaque paire étant placées parallèlement l'une près de l'autre, une première et une seconde paires étant disposées de part et d'autre du corps plat à aimanter, parallèlement aux surfaces planes de celui-ci, et une troisième et une quatrième paires étant disposées de façon analogue à une certaine distance linéai- re ou angulaire des première et seconde paires respective- ment, chaque portion de conducteur étant connectée en série avec une portion de conducteur d'au moins une paire voi- sine, disposée du même côté du corps plat à aimanter. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs groupes de portions de conducteurs connectés en série, chaque groupe étant connecté dans son ensemble à un dispositif générateur d'impulsions respectif, et au moins une partie de ces groupes étant décalés les uns par rapport aux autres dans le sens dans lequel se succèdent les zones aimantées. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites portions de conducteurs électriques ont une section essentiellement rectangulaire, plate, et sont disposées dans des encoches plus profondes que larges d'un support à haute perméabilité magnétique, de telle façon que le bord d'une portion de conducteur, disposé à proximité de l'ouverture de l'encoche dans laquelle celle-ci est logée, soit placé essentiellement au même niveau que le bord de l'encoche. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs dispositifs générateurs d'impulsions sont alimentés parallèlement par une même source d'énergie électrique.