Brevet FR2586135A1 — publié le 19870213

La présente invention concerne le domaine de la construction de matériel électrique, et a pour objet des électro-aimants juxtaposés et alignés. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation de tels électro-aimants. Actuellement les électro-aimants juxtaposés sont généralement réalisés par juxtaposition d'un ensemble d'électro-aimants individuels. Ce mode de réalisation connu d'électro-aimants juxtaposés ne permet, cependant, pas une fabrication en continu et automatique. De plus, les électro-aimants ainsi obtenus sont d'un encombrement relativement important et d'un prix de revient élevé. En outre, leur fabrication à partir d'un fil électriquement conducteur, en général en cuivre, bobiné en solénoïde ne permet pas une bonne dissipation thermique ni l'obtention de configurations' différentes des signes et valeurs des pôles magnétiques. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet des électro-aimants juxtaposés et alignés caractérisés en ce qu'ils sont essentiellement constitués par au moins une bande métallique conductrice présentant une découpe-en créneaux alternés, disposée entre deux bandes en matière électriquement isolante pourvues au droit des créneaux d'évidements, ces bandes étant repliées sur elles-même alternativement sur une longueur prédéterminée, en fonction d'une disposition désirée des pôles magnétiques, avec superposition des créneaux et des évidements, des noyaux magnétiquement perméables étant intégrés dans cesdits créneaux et évidements superposés. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation de tels électro-aimants caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser dans au moins une bande métallique conductrice une découpe en créneaux alternés, puis à disposer cette bande entre deux bandes en matière électriquement isolante à évider ces bandes au droit des créneaux de la bande métallique1 à replier ensuite sur ellemême la bande composite ainsi obtenue alternativement sur une longueur prédéterminée, en fontion d'une disposition désirée des pôles magnétiques, en superposant les créneaux et les évidements d'une couche repliée à l'autre, et enfin, à intégrer dans les espaces délimités par la superposition des créneaux et des évidements des noyaux magnétiquement perméables. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en plan d'une bande métallique conductrice conforme à l'invention ; les figures 2 à 4 sont des vues en perspective représentant diverses phases de réalisation des électroaimants conformes à l'invention la figure 5 représente la disposition des pôles suivant deux configurations de bandes métalliques conductrices la figure 6 est une vue en plan d'une variante de réalisation de la bande suivant la figure 1, et la figure 7 est une vue en coupe transversale de la bande suivant la figure 6. Conformément à l'invention, et comme le montrent plus particulièrement les figures 1 à 4 des dessins annexés, le procédé de réalisation d'électro-aimants juxtaposés et alignés consiste essentiellement à réaliser dans une bande métallique conductrice 1 une découpe en créneaux alternés 2 (figure 1). Cette bande 1 est disposée ensuite entre deux bandes 3 en matière électriquement~isolante 3 (figure 2), puis ces bandes 3 sont munies, au droit des créneaux 2 de la bande 1, d'évidements 4 (figure 3). La bande composite ainsi obtenue est repliée sur elle-même, alternativement sur une longueur prédéterminée, qui est fonction d'une disposition désirée des pôles magnétiques, avec une superposition des créneaux 2 et des évidements 4 des diverses couches ainsi réalisées (figure 4). Cette superposition en couches de la bande composite permet de créer des boucles en série isolées entre elles et formant un champ magnétique lors du passage d'un courant électrique. Dans les espaces délimités par la superposition des créneaux 2 et des évidements 4 sont intégrés des noyaux 5 magnétiquement perméables reliés entre eux de ma nière connue. La bande métallique conductrice 1 est avantageusement sous forme d'une bande mince laminée d'épaisseur constante découpée pour former une piste conductrice de symétrie parfaite dans les deux axes perpendiculaires du plan. L'épaisseur de cette bande 1 est comprise entre quelques microns et quelques millimètres en fonction de l'importance des courants électriques mis en oeuvre. Les créneaux 2 de la bande 1 ainsi que les évidements 4 des bandes 3 sont découpés par gravure laser ou au moyen d'un faisceau d'électrons. Un tel mode de découpe permet d'obtenir une grande précision dimensionnelle ainsi qu'une rapidité d'éxécution. Les bandes 3 en matière électriquement isolante présentent avantageusement les caractéristiques dimensionnelles de la bande 1 et une épaisseur constante qui est choisie en fonction des caractéristiques d'isolation souhaitées. Les champs magnétiques créés, par application du procédé conforme à l'invention avec une bande 1 suivant la figure 1, sont répétitivement orientés, lors du passage d'un courant électrique, aux polarités nord et sud. Cependant, d'autres modèles de découpe permettent également d'obtenir une configuration répétitive des pôles. Selon une autre caractéristique de l'invention, et comme le montre schématiquement la figure 5, les électro-aimants peuvent être constitués par superposition de plusieurs bandes conductrices 4 , p découpées avec interposition de bandes isolantes électriquement. Le tableau ci-après énonce un exemple de configu ration des pôles dans le cas de deux bandesd et super- posées et présentant les découpes représentées à la figure 5. Dans ce tableau le courant circulant dans la bandez est désigné I et celui circulant dans la bander , le sens de circulation horaire étant désigné par +1 et le sens contraire par -I, les intensités absolues des courants étant de même valeur, chacun des pôles a,b,c et d présentant la dominante magnétique s s * courants : a : b : c : d : in : S : N : S N : I p : N : S : S : N : -I1+Ie : N : S : 0 : : +Id-It : S : N : 0 : 0 : +IIIB : 0 : 0 : S : N : -Il-Ip : 0 : 0 : N : S Selon une variante de réalisation de l'invention et comme le montrent les figures 6 et 7, pour la réalisation d'électro-aimants juxtaposés de volume trapézoidal, le procé- dé consiste à découper une bande conductrice 6 suivant une pente P symétrique à l'axe longitudinal de la bande 6 (figure 6), à insérer la bande 6 entre deux bandes en matériau électriquement isolant, puis à réaliser les évidements correspondant aux créneaux 2', soit avec prévision d'une pente d'une inclinaison inférieure à celle de la pente P, dans le cas d'un noyau à insérer trapézoidal soit avec des parois intérieures droites, dans le cas d'un noyau parallélépipédique, à replier ensuite sur elle-même la bande composite obtenue alternativement sur une longueur prédéterminée, puis à découper les bords de l'empilement réalisé suivant une pente d'angle par laser ou au moyen d'un faisceau d'électrons. De manière connue, le procédé de réalisation d'électro-aimants est complété par une opération d'enrobage et par l'établissement de lames de contacts entre la ou les bandes conductrices et les commandes électriques. Les électro-aimants conformes à l'invention sont fabriqués automatiquement et en continu de sorte que de grandes séries relativement économiques sont possibles. En outre, l'invention permet d'obtenir aisément des électroaimants simples et robustes aux performances ajustées aux besoins avec une multiplicité de dominantes magnétiques des pôles. A titre d'exemple, un avantage important des électro-aimants conformes à l'invention apparait dans la construction de transformateurs électriques qui présentent des caractéristiques améliorées par rapport à ceux connus pour un gain en encombrement d'environ 20 %, un prix de revient moins élevé et une meilleure dissipation thermique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Electro-aimants juxtaposés et alignés caractérisés en ce qu'ils sont essentiellement constitués par au moins une bande métallique conductrice (1) présentant une découpe en créneaux alternés (2) disposée entre deux bandes (3) en matière électriquement isolante pourvues au droit des créneaux (2) d'évidements (4), ces bandes (1 et 3) étant repliées sur elles-même alternativement sur une longueur prédéterminée, en fonction d'une disposition désirée des pôles magnétiques, avec superposition des créneaux (2) et des évidements (4), des noyaux (5) magnétiquement perméables étant intégrés dans cesdits créneaux (2) et évidements (4) superposés. 2. Electro-aimants, suivant la revendication 1, caractérisés en ce que la bande métallique conductrice (1) est avantageusement sous forme d'une bande mince laminée d'épaisseur constante découpée pour former une piste conductrice de symétrie parfaite dans les deux axes perpendiculaires du plan. 3. Electro-aimants, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisés en ce que les créneaux (2) de la bande (1) ainsi que les évidements (4) des bandes (3) sont découpés par gravure laser ou au moyen d'un faisceau d'électrons. 4. Electro-aimants suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce qu'ils sont constitués par superposition de plusieurs bandes conductrices ( ) découpées avec interposition de bandes isolantes électriquement. 5. Procédé de réalisation d'électro-aimants suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à réaliser dans au moins une bande métallique conductrice (1) une découpe en créneaux alternés (2),puis à disposer cette bande (1) entre deux bandes (3) en matière électriquement isolante, à évider ces bandes (3) au droit des créneaux (2) de la bande métallique (1), à replier ensuite sur elle-même la bande composite ainsi obtenue alternativement sur une longueur prédéter minée en fonction d'une disposition désirée des pôles magnétiques, en superposant les créneaux (2) et les évidements (4) d'une couche repliée à l'autre, et enfin à intégrer dans les espaces délimités par la superposition des créneaux (2) et des évidements (4) des noyaux (5) magne- tiquement perméables. 6. Procédé, suivant la revendication 5, caractérisé en ce que pour la réalisation d'électro-aimants juxtaposés de volume trapézoïdal, il consiste à découper une bande conductrice (6) suivant une pente P symétrique à l'axe longitudinal de la bande (6), (figure 6), à insérer la bande (6) entre deux bandes en matériau électriquement isolant, puis à réaliser les évidements correspondant aux créneaux (2'), soit avec prévision d'une pente d'une inclinaison inférieure à celle de la pente P, dans le cas d'un noyau à insérer trapezoidal, soit avec des parois intérieures droites, dans le cas d'un noyau parallélépipédique, à replier ensuite sur elle-même la bande composite obtenue alternativement sur une longueur prédéterminée, puis à découper les bords de l'empilement réalisé suivant une pente d'anglet par laser ou au moyen d'un faisceau d'électrons.