Brevet FR2570560A1 — publié le 19860321

Le domaine concerné est celui des moteurs electriques Les moteurs electriques comportent schématique ment un systeme inducteur , un systeme induit , un systeme de commutation . Le systeme inducteur nommé inducteur , destiné à produire un champ magné tique est constitué de bobines . Le systeme induit , nommé induit , comprend les éléments soumis à l'in~ duction , est très souvent usiné en acier extra-doux. Le systeme de commutation constitué de frotteurs ou de balais... commande l'arrivée ou l'interruption du courant et par conséquent du champ magnétique Inducteurs et induits sont à l'origine d'ambiguités terminologiques , c'est pourquoi on utilise les noms de rotor pour la partie mobile et stator pour la partie fixe du moteur . Le rotor , comme ee mot. le laisse supposer , décrit une rotation . C'est cette rotation qui va être exploitée pour transmettre ltenergie motrice à des arbres , hélices , roues... qui rendent possible le déplacement d'un certain nombre de véhicules . Ces véhicules ne tournent pas sur eux-mêmes mais décrivent des translations plus ou moins rectilignes . C'est pourqoi on s'est penché sur l'étude de moteurs linéaires . En simplifiant à l'extrême , on pensait qu'en disposant l'inducteur à bord d'un véhicule et l'induit sur une sorte de rail ou vice-versa on obtiendrait une solution techniquement réalisable . Mais les problèmes se sont révélés d'une complexité que l'on ne soupConnait pas. La présente invention se compose d'une chambre hermétique dans laquelle on a fait un vide aussi parfait que possible . A l'interieur de cette chambre se trouve un mobile soit induit soit inducteur en relation avec un inducteur ou un induit situé à l'extérieur de cette même chambre . Le mobile soumis à un champ magnétique va se ddplacer en ligne droite . Son accélération lui permet d'accumuler de l'energie cinétique qui est ionction de sa masse et du carré de sa vitesse .En bout de course , le mobile percute la paroi de la chambre et transmet ainsi l'energie cinétique . Le retour du mobile est rendu possible par une inversion de polarité et s'effectue à une vitesse beaucoup moins élevée puisque celui-çi ne doit pas , en principe , percuter la paroi de l'au- tre conté de la chambre . D'autre part , la masse du mobile étant constante , on ne peut agir que sur sa vitesse pour iaire croitre ou non ltenergie cinétique. Celle-çi doit être la moins importante possible à son retour ce qui signifie un champ magnétique peu puissant . Rendu à son point de départ , une inversion de polarité et la création d'un champ magnétique très fort va projeter à nouveau le mobile contre la paroi e la chambre . Cette opération répétée un grand nombre de fois en peu de temps va générer la force motrice que l'on désire exploiter Une série de 6 dessins va illustrer les lignes qui précédent . Les 5 premiers dessins montrent une chambre de forme tubulaire (I) dans laquelle on a fait le vide et qui contient un mobile qui est une sphère recouverte à'acier extra-doux (2) .A rieur de cette chambre , un dispositii electromagné-(3) tique ( sous la forme par exemple d'un ou plusieurs bobinages ) va générer une force attractive et une force répulsive B l'intérieur du tube et agir sur la sphère . Un dispositif de sustentation electromagnétique peut outre développé pour que le mobile ne irotte sur les parois de la chambre pendant son déplacement mais les forces développées.par les 2 poles situés aux 2 extrémités de la chambre peuvent suffire à empêcher les frottements Dessin N01 La sphbre est immobile et n'a pas encore réagi au champ magnétique qui vient autre crée et qui se traduit par une force attractive sur la gauche et une force répulsive sur la droite de la chambre Dessin N02 La sphère-3e déplace maintenant de plus en plus rapidement de la droite vers la gauche et accumule ainsi de plus en plus d'energie cinétique Dessin N03 La sphbre est bloquée net contre la paroi de la chambre et restitue son energie cinétique . L'immobilisation temporaire de la sphère génère une force de sens droit vers gauche qui va Autre utilisée pour déplacer tout ce qui est solidaire à ce moteur Dessin N04 Après une inversion de polarité , la sphère rebrousse chemin dans le sens de la gauche vers la droite .Son déplacement est beaucoup plus lent car le champ magnétique est beaucoup moins intense pour économiser l'énergie electrique Dessin N05 La sphère possédant peu d'energie cinétique est momentanément immobilisée par une nouvelle inversion de polarité qui va la précipiter à nouveau contre la paroi de gauche . Nous voila revenu à la situation décrite dans le dessin N I. Ce cycle , reproduit un grandi nombre de fois , génère une force continue capable de déplacer , par exemple , un véhicule . Le dispositif qui vient d'être décrit permet un déplacement longitudinal Deux chambres de forme tubulaire , disposées l'une perpendiculairement à l'autre , rendent possible le déplacement dans toutes les directions qui défi- -nissent un plan . Une troisieme chambre disposée perpendiculairement aux deux autres chambres permet le déplaçement d'un véhicule suivant 3 axes ; longueur , largeur , hauteur , ce qui revient à dire dans un volume . Plut8t que de disposer perpendiculairement 3 chambres de forme tubulaire pour obtenir un sys tème 3 axes , une autre solution consiste à utiliser une chambre de forme sphérique . Le bobinage disposé tout autour de la chambre toujours hermétiquement close et dans laquelle on a fait le vide permet à un mobile de se déplacer dans n'importe quelle direction reetiligne saui dans le cas ou il y a justement un changement de direction de trajectoire dudit mobile . La création de la force motrice se fait toujours par arrêt net du mobile sur la paroi de la chambre ce qui provoque la restitution de l'energie cinétique accumulée dans sa course . L. principe de fonctinnement est strictement identique à celui exposé dans les dessins I à 5 . La chambre de forme sphérique permet l'utilisation d'un seul mobile pour générer une force motrice dans les 3 dimensions : longueur w largeur , hauteur Dessin N06 ; chambre de forme sphérique (I) , sphbre mobile recouverte d'acier extra-doux (2 > , un dispositif electro-magnétique (3) Le dispositif d'inversion des polarités et celui qui permet d'accroitre ou de diminuer l'attraction et la répulsion du champ magnétique ( opto-electroniques , mécaniques.... ) ne figurent pas sur les dessins présentés . D'autre part les dessins expliquent un fonctionnement et ne sont en aucun cas des dessins techniques dont le suivi des côtes permet la réalisation du moteur Enfin, le fait que le mobile se déplaçe dans une chambre dans laquelle on a fait le vide est la garantie d'un moteur etrbmement silencieux Le moteur electrique linéaire peut être utilisé pour obtenir des forces utilisables par tous les moyens de transport ( automobile , aéronautique , aérospatiale pour , par exemple , le déplacement et le positionnement des satellites * marine ....) .11 permet de produire des forces motrices dans les 3 dimensions ( longueur , largeur , hauteur ) sans prendre appui sur un solide ( tel que le sol avec des roues motrices ) ou sur un fluide (tel l'air ou l'eau avec une hélice ). REVENDICATIONS I. Moteur electrique linéaire constitué d'un dispositii capable de générer un champ magnétique (3) ( au moyen d'un bobinage , par exemple ) disposé à l'exterieur d'une chambre ( de forme cylindrique, sphérique etc... ) hermétiquement close dans laquelle on a fait un vide aussi poussé que possible et qui contient un élément mobile susceptible autre soumis à l'attraction et à la répulsion elecXro-magnéti- que , caractérisé par la création dtun champ magn- tique puissant qui va provoquer le déplacement rapide et rectiligne du mobile- qui , dans sa course , va accumuler de énergie cinétique qu'un arrAt net sur la paroi interne de la chambre (I) va transiormer en force motrice exploitable pouvant déplacer tous les éléments solidaires du moteur avant de revenir beaucoup plus lentement à son point de départ pour un nouveau trajet grace à une inversion de polarité du champ magnétique ( cycle décrit dans les dessins I à 5 qui pourra éventuellement diriger un seul mobile dans 3 directions différentes ( lon- gueur , largeur , hauteur ) pour créer des forces motrices permettant des déplacements dans des volumes