Brevet FR2698217A1 — publié le 19940520

Primaire de moteur linéaire. La présente invention concerne des moteurs linéaires tubulaires et, plus précisément, des agencements d'enroulement pour primaires de moteur linéaire tubulaire. Les moteurs linéaires tubulaires, ou MLT, qui comprennent un primaire et un secondaire, constituent un moyen pour la propulsion linéaire Le secondaire est typiquement composé d'un corps cylindrique de matière ferromagnétique ayant une surface recouverte d'une couche de matière très conductrice La couche fait face au primaire et en est séparée par un entrefer. Le primaire est composé d'une pluralité de bobines et de minces feuilletages ferromagnétiques Les feuilletages ont une largeur et une longueur définies par une première et une deuxième extrémités Une série d'encoches sont formées dans la largeur de chaque feuilletage Lorsque les feuilletages sont alignés côte à côte, les encoches forment collectivement des canaux qui s'étendent dans une direction perpendiculaire à la longueur des feuilletages Chaque bobine comprend une pluralité de fils enroulés selon une forme cylindrique pour former un corps en forme de disque ayant un diamètre intérieur et un diamètre extérieur Chaque tour de fil de la bobine est appelé une "spire" Les spires de chaque bobine commencent par un premier conducteur et se terminent par un deuxième conducteur, qui tous deux se prolongent en dehors de la bobine pour se connecter à d'autres bobines et/ou à la source d'alimentation Les bobines sont logées dans les canaux. Les feuilletages peuvent être disposés dans un certain nombre de différentes configurations Une configuration utilise quatre groupes séparés de feuilletages agencés symétriquement autour des bobines et du secondaire cylindrique Les bobines sont logées dans les canaux alignés des groupes de feuilletages Deux joues annulaires, une à chaque extrémité des feuilletages, maintiennent les groupes de feuilletages et les bobines assemblés Le secondaire est libre de se déplacer axialement dans le centre des bobines. Le nombre des bobines du primaire est directement lié au nombre de pôles du moteur et au nombre des phases présentes dans le courant qu'on fait passer à travers les bobines Par exemple, si le courant utilisé est un courant alternatif triphasé (courant CA) et si le moteur est un moteur bipolaire, le moteur aura six bobines Par convention, lorsqu'on utilise un courant CA triphasé, les trois phases du courant sont désignées par "U", "V" et "W" Dans l'exemple précité, l'agencement de bobines peut être décrit sous la désignation UVWUVW (les barres au- dessus des trois dernières bobines désignent par convention un courant circulant en sens inverse de celui qui circule dans les trois premières bobines) Dans un moteur quadripolaire, par exemple, l'agencement des bobines serait UVWUVWUVWUVW, et ainsi de suite L'homme de l'art reconnaîtra que chaque phase de chaque pôle peut comprendre plus d'un seul pôle, c'est-à-dire que UUVVWWUUVVWW décrit un moteur à courant CA triphasé bipolaire ayant deux bobines par phase et par pôle. Il est connu dans la technique que les conducteurs des bobines peuvent être connectés à l'aide des plaques de connexion qui sont pliées avec une forme compliquée Il y a plusieurs inconvénients à connecter les conducteurs des bobines de cette façon classique Un inconvénient consiste en ce que le travail de pliage des plaques de connexion doit être exécuté manuellement et, même dans le plus simple des MLT, cette tâche est longue et compliquée Dans les MLT possédant une pluralité de bobines dans chaque phase de chaque pôle, la complexité de la tâche s'accroît notablement et devient donc très ardue. Un autre inconvénient de ce procédé classique de connexion des conducteurs des bobines consiste en ce que les deux extrémités des plaques de connexion demandent à être soudées aux sections des conducteurs Les connexions soudées exigent que de la soudure soit déposée préalablement sur les sections des conducteurs ou sur les plaques de connexion Il en résulte qu'il faut beaucoup de temps pour appliquer préalablement la soudure et pour souder ensuite les plaques et les conducteurs les uns aux autres En outre, lorsque la température des bobines s'élève, quand le moteur linéaire travaille pendant longtemps et que la soudure approche du point de fusion, la solidité de la connexion peut décroître. Un but de l'invention est de faciliter l'assemblage du primaire d'un moteur linéaire. Un autre but de la présente invention est d'améliorer la durabilité du primaire d'un moteur linéaire. Encore un autre but de la présente invention est d'améliorer l'uniformité du primaire d'un moteur linéaire. Un autre but de la présente invention est de réaliser un primaire de moteur linéaire qui soit plus compact. Selon la présente invention, on réalise un moteur de primaire linéaire alimenté par un courant électrique triphasé, comprenant une pluralité de bobines dont chacune possède un premier conducteur et un deuxième conducteur, une pluralité de feuilletages, et une pluralité de connecteurs conducteurs en forme de U pour connecter électriquement les conducteurs des bobines Les bobines sont agencées par pôles, chaque pôle ayant trois phases, chaque phase ayant le même nombre de bobines Les premier et deuxième conducteurs des bobines d'une phase particulière sont alignés dans une première et une deuxième positions circonférentielles, en formant ainsi des rangées axiales le long du primaire Les bobines d'une phase particulière sont connectées en reliant les conducteurs de la même rangée à l'aide des connecteurs conducteurs en forme de U. Selon un aspect de la présente invention, les connecteurs conducteurs en forme de U comprennent une première et une deuxième branches, à chacune desquelles est fixée une bague Les conducteurs des bobines sont logés dans les bagues, pour connecter ainsi les bobines électriquement. Selon un autre aspect de la présente invention, une matière isolante de l'électricité est positionnée entre chacune des rangées formées par les conducteurs alignés. Un avantage de la présente invention consiste en ce que l'assemblage du primaire du moteur linéaire est facilité Le pliage et le soudage, qui prennent du temps, sont éliminés. Un autre avantage de la présente invention consiste en ce que la durabilité du primaire du moteur linéaire est augmentée Les connexions sans soudure des connecteurs conducteurs en forme de U éliminent la soudure utilisée dans les primaires de moteurs linéaires classiques, et qui se dégrade à la chaleur. Encore un autre avantage de la présente invention consiste en ce que l'uniformité du primaire du moteur linéaire est améliorée Les connecteurs en forme de U éliminent le pliage manuel et le soudage qui sont nécessaires dans les primaires des moteurs linéaires classiques et éliminent ainsi les irrégularités qui leur sont liées. Encore un autre avantage de la présente invention consiste en ce que la compacité du primaire du moteur linéaire est améliorée Le fait d'agencer les conducteurs en rangées discrètes et de placer de l'isolant électrique entre ces rangées diminue l'espace nécessaire pour les connecteurs. Ces buts, caractéristiques et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, ressortiront plus clairement à la lumière de la description détaillée qui va suivre d'une meilleure forme de réalisation de cette invention, qui est illustrée par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un moteur linéaire montrant le primaire partiellement en coupe; la figure 2 est une vue en coupe du moteur linéaire représenté sur la figure 1, sans la section axiale enlevée; la figure 3 est une vue schématique des connecteurs et des conducteurs des bobines alignés en rangées; la figure 4 est la même coupe que celle représentée sur la figure 2, qui applique la présente invention; la figure 5 est la coupe représentée sur la figure 4, sans la matière isolante entre les rangées; la figure 6 est une illustration explicative de l'opération de sertissage; et la figure 7 est une vue en coupe de la figure 6. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un moteur linéaire 10 ou MLT comprenant un primaire 12 et un secondaire 14, ainsi que ceci est connu dans la technique. Le secondaire 14 est constitué par un corps cylindrique de matière ferromagnétique ayant une surface recouverte d'une matière très conductrice 16 Le primaire 12 est composé d'une pluralité de bobines 18 et de minces feuilletages ferromagnétiques 20 Chaque bobine 18 comprend une pluralité de spires 24 commençant par un conducteur 22 et se terminant par un autre conducteur 22 Les conducteurs 22 émergent de chaque bobine 18 pour se connecter à une source de courant (non représentée), soit directement, soit indirectement à travers d'autres bobines 18. Sur la figure 3, on a représenté schématiquement un moteur 10 à deux pôles 17 alimenté par un courant alternatif triphasé Les bobines 18 de la phase U, de la phase V et de la phase W sont disposées répétitivement dans cet ordre, à partir de la gauche, et deux bobines 18 sont prévues pour chaque phase Par convention, le groupement des bobines 18 est décrit par UUVVWWUUVVWW. Chaque bobine 18 est représentée schématiquement sous une forme ayant une seule spire 24, représentée sur la figure 3 par une ligne en trait mixte à double point. Sur les figures 3 et 4, les conducteurs 22 de chaque bobine 18 d'une phase particulière quelconque sont alignés en deux positions circonférentielles, c'est-à-dire qu'un conducteur 22 de chaque bobine de phase 18 est aligné dans une première rangée et que l'autre conducteur 22 est aligné dans une deuxième rangée Les conducteurs 22 des bobines des trois phases sont alignés d'une façon similaire Dans la forme préférée de réalisation, quatre rangées contiennent les conducteurs 22 provenant des trois phases On peut voir les conducteurs disposés en rangées désignées par (a) à (d) sur les figures 3 à 5, qui s'étendent dans la direction axiale Les rangées (b) et (c), les rangées (a) et (c), et les rangées (c) et (d) contiennent respectivement les conducteurs 22 de la phase U de la phase V et de la phase W. Comme on peut le voir en se reportant aux figures 6 et 7, des connecteurs conducteurs 26 en forme de U, servent à connecter les conducteurs 22 de la façon décrite plus haut La forme de U est définie par deux branches 28 reliées par une section centrale 30 (voir figure 7) La longueur de la section centrale 30 est dictée par la distance entre les conducteurs 22 des bobines qu'il s'agit de réunir Les connecteurs 26 qui connectent les bobines 18 adjacentes (voir figure 3) dans une phase particulière, dans un pôle particulier 17, ont donc une section centrale plus courte que celle des connecteurs 26 s'étendant entre des phases homologues contenues dans des pôles 17 adjacents (voir figure 3) Chaque branche 28 comprend une bague 32 pour recevoir le conducteur 22 à connecter Dans la forme de réalisation préférée, les conducteurs 22 sont fixés aux branches 28 des connecteurs par sertissage mécanique des bagues 32, exécuté à l'aide d'un outil de sertissage 34, comme décrit et représenté sur la figure 6. Comme on le voit en se reportant à la figure 5, dans une première forme de réalisation, les conducteurs 22 et les connecteurs 26 alignés dans des rangées axiales sont espacés d'une distance minimum spécifique 36 pour éviter les interférences indésirables et les éventuels courts- circuits électriques Une boîte à bornes 39 ayant une largeur "W 1 " protège les conducteurs 22 et les connecteurs 26 de l'environnement qui entoure le primaire 12. Comme on le voit sur la figure 4, dans une deuxième forme de réalisation, des feuilles 38 d'une matière isolante de l'électricité sont positionnées entre les rangées de connecteurs 26 et de conducteurs 22, pour séparer ainsi les phases Les feuilles 38 ont une section rectangulaire 40 et une longueur 41 (voir figure 3), cette dernière s'étendant dans une direction parallèle aux rangées axiales Une boite à bornes 42 ayant une largeur "W 2 " protège les conducteurs 22 et les connecteurs 26 de l'environnement qui entoure le primaire 12 La boîte à bornes 42 peut être formée d'une matière isolante de l'électricité En variante, des feuilles 38 de matière isolante sont incluses entre les conducteurs 22 et la boîte à bornes 42. Un avantage des feuilles isolantes 38 consiste en ce que les rangées peuvent être agencées d'une façon compacte, étant séparées par les feuilles isolantes 38 La dimension hors tout de la botte à bornes 42 est inférieure à celle qu'elle aurait sans isolation, c'est-à-dire que W 2 > W 1 Un autre avantage des feuilles isolantes 38 consiste en ce que les rangées peuvent être assemblées d'une façon plus uniforme, en utilisant les feuilles 38 pour séparer les rangées. Comme on peut le voir en se reportant à la figure 3, dans l'exemple du moteur 10 à deux bobines 18 et à deux pôles 17 utilisé pour l'illustration de ce meilleur mode de mise en oeuvre, un conducteur 22 de chacune des bobines 18 de chaque phase est connecté à l'extérieur de cette phase, soit à une bobine 18 d'une phase homologue contenue dans un pôle 17 adjacent, soit à la source d'alimentation (non représentée) aux extrémités du primaire 12, par des connecteurs 26 Les autres conducteurs 22 des deux bobines 18 de la phase sont connectés l'un à l'autre par un connecteur 26 En d'autres termes, dans la phase "U" de gauche du moteur bipolaire 10 représenté sur la figure 3, un conducteur 22 de la bobine de gauche 46 est connecté à la source d'alimentation (non représentée) L'autre conducteur 22 partant de la bobine de gauche 46 est connecté à un conducteur 22 qui part de la bobine de droite 48 Le deuxième conducteur 22 qui part de la bobine de droite 48 est connecté à un conducteur 22 partant de la phase "U" du pôle droit 17 qui lui est adjacente Toutes les connexions décrites plus haut sont réalisées à l'aide de connecteurs 26 L'homme de l'art reconnaîtra que les connexions des bobines 18 des phases "VI' et "W" peuvent être décrites de la même façon. Bien que l'invention ait été représentée et décrite à propos d'une meilleure forme de réalisation, l'homme de l'art comprendra que diverses autres modifications, omissions et additions peuvent être apportées à la forme et aux détails de cette invention sans sortir du principe et du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Primaire ( 12) de moteur linéaire ( 10) alimenté en courant électrique triphasé, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de bobines ( 18) ayant un premier et un deuxième conducteurs ( 22, 22); une pluralité de feuilletages ( 20); et une pluralité de connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U" servant à connecter électriquement lesdits conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18); les bobines ( 18) de ladite pluralité de bobines étant disposées en pôles ( 17), chaque p 8 le ayant trois phases (U, V, W), chaque phase ayant le même nombre de bobines ( 18); et lesdits premiers conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18) d'une phase donnée étant alignés dans une première position circonférentielle et lesdits deuxièmes conducteurs desdites bobines étant alignés dans une deuxième position circonférentielle, lesdits conducteurs formant ainsi des rangées axiales (a, b,c, d) selon la longueur dudit primaire; et lesdites bobines ( 18) d'une phase donnée étant reliées en connectant lesdits conducteurs ( 22) d'une même rangée (a à d) à l'aide desdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U". 2 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U" comprennent une première branche ( 28) à laquelle est fixée une bague ( 32) et une deuxième branche ( 28) à laquelle est fixée une bague ( 32), lesdits conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18) étant logés dans lesdites bagues ( 32), de façon à connecter ainsi électriquement lesdites bobines ( 18). 3 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites bagues ( 32) peuvent être serties pour fixer lesdits conducteurs ( 22) auxdites branches ( 28) desdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U". 4 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit primaire ( 12) comprend en outre une matière isolante de l'électricité ( 38) entre chacune desdites rangées. 5 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite matière isolante de l'électricité ( 38) possède une géométrie en forme de plaque plate. 6 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit primaire ( 12) comprend en outre une matière isolante de l'électricité ( 38) entre chacune desdites rangées. 7 Primaire de moteur linéaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite matière isolante de l'électricité ( 38) possède une géométrie en forme de plaque plate. 8 Primaire ( 12) de moteur linéaire tubulaire ( 10) alimenté en courant électrique triphasé, caractérisé en ce qu'il comprend: une pluralité de bobines ( 18) ayant un premier et un deuxième conducteurs ( 22, 22); une pluralité de feuilletages ( 20); et une pluralité de connecteurs conducteurs ( 26) en forme de 'u" servant à connecter électriquement lesdits conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18); les bobines ( 18) de ladite pluralité de bobines étant disposées en pôles ( 17), chaque pôle ( 17) ayant trois phases (U, V, W), chaque phase ayant le même nombre des bobines ( 18); lesdits premiers conducteurs ( 22) desdites bobines d'une phase donnée étant alignés dans une première position circonférentielle et lesdits deuxièmes conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18) étant alignés dans une deuxième position circonférentielle, lesdits conducteurs ( 22) formant ainsi des rangées axiales (a, b,c d) selon la longueur dudit primaire; lesdites bobines ( 18) d'une phase donnée étant reliées en connectant lesdits conducteurs ( 22) d'une même rangée à l'aide desdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U". 9 Primaire de moteur linéaire tubulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U" comprennent une première branche ( 28) à laquelle est fixée une bague ( 32) et une deuxième branche ( 28) à laquelle est fixée une bague ( 32), lesdits conducteurs ( 22) desdites bobines ( 18) étant logés dans lesdites bagues ( 32), de façon à connecter ainsi électriquement lesdites bobines ( 18). Primaire ( 12) de moteur linéaire tubulaire ( 10) selon la revendication 9, dans lequel lesdites bagues ( 32) peuvent être serties pour fixer lesdits conducteurs ( 22) auxdites branches ( 28) desdits connecteurs conducteurs ( 26) en forme de "U'. 11 Primaire ( 12) de moteur linéaire selon la revendication 9, dans lequel ledit primaire ( 12) comprend en outre une matière isolante de l'électricité ( 38) entre chacune desdites rangées (a à d). 12 Primaire ( 12) de moteur linéaire ( 10) selon la revendication 11, dans lequel ladite matière isolante de l'électricité ( 38) possède une géométrie en forme de plaque plate.