INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Où N p est le nombre de paires de pôles des moteurs M1, M2, V s_a est la tension totale appliquée par l’onduleur sur la phase A, est la différence de courant calculée, f s la fréquence fondamentale de la tension appliquée.
La valeur ΔTQ ainsi calculée correspondant à une estimation de l’écart de couple.
La tension totale V s_a est calculée par :
Où mod est le taux de modulation, U f la tension de bus de l’onduleur et U a la tension appliquée sur la phase A.
Ainsi, l’écart de couple est calculé grâce à la formule [MATH 2] proposée, en utilisant la différence de courant sur une seule phase et des valeurs caractérisant la tension fournie par l’onduleur.
Selon une variante, la précision de calcul de l’écart de couple est améliorée par la prise en compte des pertes dans la résistance statorique, par la formule suivante :
Où R s est la résistance statorique, le terme représentant la perte de puissance au stator. La valeur de la résistance statorique R s est une valeur caractéristique de chaque moteur asynchrone, par exemple fournie par le fabricant. Par exemple, plusieurs moteurs asynchrones de même type, ayant les mêmes caractéristiques électrotechniques sont mis en parallèle pour la propulsion, et ils ont tous une même résistance statorique.
La valeur ΔTQ calculée par la formule [MATH 4] est une estimation de la valeur de l’écart de couple, affinée par rapport à la valeur calculée par la formule [MATH 2] par le terme correspondant à la perte de puissance au stator, divisé par 2πf s .
Dans un cas d’application, la valeur d’écart de couple calculée est fournie au dispositif 20 de commande pour assurer qu’aucun des moteurs M1, M2 ne réalise un couple excessif, dépassant la limitation thermique du moteur ou un couple proche du décrochage du moteur. Cela permet de réaliser un système de commande d’une tension fournie à un onduleur alimentant en parallèle au moins deux moteurs à induction asynchrones, qui présente l’avantage d’éviter une surcharge d’un des moteurs.
En variante ou en complément, l’écart de couple ainsi calculé est transmis à un autre dispositif de surveillance et de commande non représenté, pour réaliser d’autres traitements, par exemple pour une levée d’alerte permettant d’avertir un opérateur.
La illustre un deuxième mode de réalisation d’une chaîne de traction comportant un système 50 de calcul d’écart de couple entre le premier moteur M1 et le deuxième moteur M2. Les éléments communs entre les deux modes de réalisation conservent une même référence.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le système 50 comporte un capteur de courant 52 différentiel, enlaçant les conducteurs 18A 1 , 18A 2 , qui fournit en une seule mesure la différence de courant :
Cette étape 10-30 comprend tout d’abord une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de supervision DS) détermine si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord RB va avoir un prochain besoin énergivore, et une information ic représentative de la capacité de production (ou fourniture) d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE.
La détermination d’un problème au niveau du groupe d’alimentation peut se faire, par exemple, auprès des premier BB1 et second BB2 boîtiers de batterie et du générateur d’énergie électrique GE.
Par exemple et non-limitativement, un problème du groupe d’alimentation peut être un problème de fonctionnement du générateur d’énergie électrique GE, un problème de fonctionnement de la batterie de servitude BS, un problème de surtension aux bornes de la batterie de servitude BS par rapport à un (deuxième) seuil s2, ou un problème de sous-tension aux bornes de la batterie de servitude BS par rapport à un (troisième) seuil s3. On notera qu’en présence d’une batterie principale BP alimentant le générateur d’énergie électrique GE, un autre problème du groupe d’alimentation peut être un problème de fonctionnement de la batterie principale BP.
La valeur du deuxième seuil s2 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Cette valeur dépend principalement de la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB et de l’architecture électrique du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur du deuxième seuil s2 peut être comprise entre 15 V et 17 V. A titre d’exemple illustratif, la valeur du deuxième seuil s2 peut être égale à 16 V. Mais d’autres valeurs de deuxième seuil s2 peuvent être utilisées.
De même, la valeur du troisième seuil s3 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Cette valeur dépend principalement de la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB et de l’architecture électrique du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur du troisième seuil s3 peut être comprise entre 10 V et 12 V. A titre d’exemple illustratif, la valeur du troisième seuil s3 peut être égale à 12 V. Mais d’autres valeurs de troisième seuil s3 peuvent être utilisées.
De préférence, dans la sous-étape 10 de l’étape 10-30 on prend en compte une notion de durée pendant laquelle la surtension ou la sous-tension doit être présente sans interruption pour être considérée comme telle. Dans ce cas, le problème de surtension correspond à une tension qui est supérieure au deuxième seuil s2 pendant une durée supérieure à une première durée d1 prédéfinie, et le problème de sous-tension correspond à une tension qui est inférieure ou égal au troisième seuil s3 pendant une durée supérieure à une deuxième durée d2 prédéfinie.
La valeur de la première durée d1 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur de la première durée d1 peut être comprise entre 20 s et 40 s. A titre d’exemple illustratif, la valeur de la première durée d1 peut être égale à 30 s. Mais d’autres valeurs de première durée d1 peuvent être utilisées.
De même, la valeur de la deuxième durée d2 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. Par exemple, lorsque la valeur moyenne nominale de la tension du réseau de bord RB est égale à 12 V, la valeur de la deuxième durée d2 peut être comprise entre 20 s et 40 s. A titre d’exemple illustratif, la valeur de la deuxième durée d2 peut être égale à 30 s. Mais d’autres valeurs de deuxième durée d2 peuvent être utilisées.
La détermination d’un prochain besoin énergivore du réseau de bord RB peut se faire, par exemple, auprès du premier calculateur de supervision CS1 ou d’un autre calculateur embarqué et chargé de contrôler les fonctions sécuritaires au sein du véhicule V. On entend ici par « prochain besoin énergivore » un besoin d’une (très) importante quantité d’énergie électrique devant très prochainement survenir du fait qu’au moins une fonction sécuritaire énergivore vient d’être requise dans le véhicule V. Par exemple, une telle fonction sécuritaire énergivore peut concerner une manœuvre d’urgence (il peut ainsi s’agir d’un freinage d’urgence ou d’un évitement).
La détermination de l’information ic (représentative de la capacité de fourniture d’énergie électrique du générateur d’énergie électrique GE) peut se faire, par exemple, auprès du générateur d’énergie électrique GE. A titre d’exemple, elle peut être déterminée en fonction de la puissance électrique qui est en cours de production par le générateur d’énergie électrique GE et de la puissance électrique maximale que le générateur d’énergie électrique GE pourrait produire à l’instant considéré.
L’étape 10-30 comprend également une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de supervision DS) détermine un état eg qui est représentatif du niveau de pénurie énergétique du groupe d’alimentation en fonction de l’information ic déterminée, d’un éventuel problème du groupe d’alimentation déterminé et d’un éventuel prochain besoin énergivore déterminé.
On comprendra que cet état eg représente le niveau anticipé de pénurie énergétique du groupe d’alimentation puisqu’il tient compte non seulement d’un éventuel problème du groupe d’alimentation de nature à empêcher la fourniture au réseau de bord RB (y compris en l’absence d’un prochain besoin énergivore) d’une quantité d’énergie électrique suffisante, mais aussi d’un éventuel prochain besoin énergivore possiblement impossible à satisfaire.
Grâce à la connaissance de cet état eg, il est désormais possible de gérer de façon anticipée et possiblement optimale, en temps réel, l’énergie électrique qui peut être fournie au réseau de bord RB (et donc aux équipements électriques qui sont couplés à ce dernier). Ainsi, connaissant cet état eg le second calculateur de supervision CS2 peut notamment décider de réaliser des délestages d’alimentation de certains équipements électriques non prioritaires afin d’éviter de façon anticipée tout effondrement du réseau de bord RB.
On comprendra que ce sont les processeur PR1 et mémoire MD qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant à déterminer si le groupe d’alimentation a au moins un problème, si le réseau de bord RB va avoir un prochain besoin énergivore, et l’information ic, puis à déterminer l’état eg.
Naturellement, la structure illustrée en peut être reproduite de nombreuses fois à la surface de la couche de germination 100. Ainsi, à l’issue de l’étape illustrée en , une pluralité de couches sacrificielles disjointes seront présentes sur une même plaque. Les étapes qui seront décrites par la suite seront appliquées à chacune de ces couches sacrificielles.
Comme illustré en , une deuxième couche de masquage 220 est ensuite déposée sur la face supérieure 211 de la première couche de masquage 210 et sur la face supérieure 31 de la couche sacrificielle 30. La deuxième couche de masquage 220 présente une face supérieure 221 qui s’étend principalement dans un plan parallèle au plan XY du repère orthogonal XYZ.
Comme la première couche de masquage 210, la deuxième couche de masquage 220 peut être réalisée en SiN, ou d’un autre matériau, qui ne sera pas gravé lors du retrait de la couche sacrificielle. Elle peut être déposée par dépôt chimique en phase vapeur CVD. Avantageusement, la deuxième couche de masquage 220 est faite du même matériau que la première couche de masquage 210. Cela permet d’obtenir un environnement homogène pour la croissance de la première couche épitaxiée qui sera décrite par la suite et donc d’obtenir une croissance homogène. Cela permet également de simplifier le processus de fabrication.
Comme illustré en , une étape comprend la fabrication d’au moins une deuxième ouverture 320 réalisée dans la deuxième couche de masquage 220 de sorte à exposer une partie 32 de la face supérieure 31 de la couche sacrificielle 30.
La deuxième ouverture 320 peut être formée en procédant tout d’abord à une étape de lithographie UV ou DUV, de lithographie par faisceau électronique, ou encore de NIL, puis par exemple à une étape de gravure anisotrope, cette gravure pouvant être une gravure sèche ou humide. Par exemple, il peut s’agir d’une étape de gravure sèche en chimie chlorée ou fluorocarbonée.
Comme illustré à la , une étape comprend ensuite le retrait de la couche sacrificielle 30 tout en conservant la première couche de masquage 210 et la deuxième couche de masquage 220.
Le matériau constituant la couche sacrificielle 30 doit donc être choisi de telle sorte qu’il présente une bonne sélectivité à la gravure par rapport au matériau de la première couche de masquage 210 et au matériau de la deuxième couche de masquage 220 lors du retrait de ladite couche sacrificielle 30. Si la première couche de masquage 210 ou la deuxième couche de masquage 220 est réalisée, comme donné en exemple, en SiN, il est donc exclu de réaliser la couche sacrificielle 30 dans ce même matériau. Par exemple, si la première couche masquage 210 ou la deuxième couche de masquage 220 est en SiN, on peut prévoir de réaliser la couche sacrificielle 30 à base de SiO 2 ou en SiO 2 uniquement.
Le retrait de la couche sacrificielle 30 sélectivement par rapport à la première couche de masquage 210 et à la deuxième couche de masquage 220 peut se faire par gravure isotrope humide à partir de la deuxième ouverture 320. Il est possible d’utiliser une solution de HF pour une couche sacrificielle en SiO 2 . Préférentiellement, la gravure de la couche sacrificielle 30 est sélective par rapport à la couche de germination 100. Une gravure sèche isotrope est également possible.
Ce retrait permet de former une cavité 40 destinée à la croissance d’une première couche épitaxiée 110 du matériau III-V telle qu’illustrée à la . Cette cavité 40 s’étend depuis la couche de germination 100 au travers de la première ouverture 310. Ainsi cette croissance se fait à partir de la partie 102 de la face supérieure 101 de la couche de germination 100 exposée grâce à la première ouverture 310.
La première couche épitaxiée 110 peut être fabriquée par épitaxie en phase vapeur à précurseurs organométalliques MOVPE (acronyme de « MetalOrganic Vapour Phase Epitaxy »), parfois appelée dépôt chimique en phase vapeur à précurseurs organométalliques MOCVD (acronyme de de « MetalOrganic Chemical Vapor Deposition »). La source de gallium sous forme de précurseur organométallique (précurseur III) peut typiquement être du triméthyl-gallium (TMGa) ou du triéthyl- gallium (TEGa). La source d’azote peut typiquement être de l’ammoniaque (NH 3 ) (précurseur V). La température de croissance est de préférence supérieure à 600°C, par exemple de l’ordre de 1000°C. La pression de gaz au sein du réacteur de croissance est par exemple de l’ordre de 100 Torr (1 Torr = 133 322 Pa = 133 322 kg.m -1 .s -2 ). La croissance se fait de préférence sous atmosphère neutre et/ou réductrice, typiquement par ajout d’azote N 2 et/ou de dihydrogène H 2 . Les flux des différents gaz pourront être adaptés de façon connue par l’homme du métier, en fonction notamment du volume du réacteur.
La première couche épitaxiée 110 peut alternativement être fabriquée par épitaxie par jets moléculaires MBE (acronyme anglais de « Molecular Beam Epitaxy »), par épitaxie en phase vapeur à précurseurs gazeux chlorés HVPE (acronyme de « Hydride Vapour Phase Epitaxy ») ou par dépôt chimique en phase vapeur CVD.
Lors de la croissance de la première couche épitaxiée 110, cette dernière est bloquée verticalement par le plafond de la cavité 40, qui est formé par la face inférieure 222 de la deuxième couche de masquage 220. La première couche épitaxiée 110 croît donc de manière privilégiée latéralement, selon une direction parallèle au plan XY. Cela permet d’atteindre une vitesse de croissance élevée et ce sans augmenter l’épaisseur de la première couche épitaxiée 110. La face supérieure de la première couche épitaxiée 111 s’étend principalement dans un plan parallèle au plan XY.
Avantageusement, la deuxième ouverture 320 expose une partie 32 de la face supérieure 31 de la couche sacrificielle 30 éloignée de la zone de la couche sacrificielle 30 située à l’aplomb de la première ouverture 310. Préférentiellement, cette partie 32 exposée de la couche sacrificielle 30 est située à l’extrémité opposée de la face supérieure 31 de la couche sacrificielle 30 par rapport à la zone de la couche sacrificielle 30 à l’aplomb de la première ouverture 310. Plus la deuxième ouverture 320, qui permet l’accès à la cavité 40 laissée après le retrait de la couche sacrificielle 30 pour la croissance de la première couche épitaxiée 110, est éloignée de la première ouverture 310, qui permet l’accès à la couche de germination 100, plus on augmente la proportion de la première couche épitaxiée 110 qui croit en étant confinée dans toutes les directions de l’espace, hormis dans le plan XY. Réaliser la deuxième ouverture 320 à l’extrémité opposée de la face supérieure 31 de la couche sacrificielle 30 par rapport à la zone de la couche sacrificielle 30 à l’aplomb de la première ouverture 310 permet donc de faire croître la première couche épitaxiée 110 de façon confinée dans sa quasi-intégralité.
Dans le procédé selon l’invention, l’amorce de la croissance se fait au niveau de la première ouverture 310 exposant la partie 102 de la face supérieure 101 de la couche de germination 100, et non sur la totalité de la face supérieure 101 de la couche de germination 100. La superficie de la zone d’amorce est donc limitée. Or, comme mentionné plus haut, la couche de germination 100, dont la croissance a été effectuée à partir d’un substrat typiquement de silicium, présente une très grande densité de dislocations ou induit une grande densité de dislocations à l’interface Si / matériau III-V. Limiter la superficie de la zone d’amorce permet donc de limiter le nombre de défauts susceptibles de se propager dans la première couche épitaxiée 110. En outre, la croissance de la première couche épitaxiée 110 étant essentiellement dans le plan XY, cela permet de réduire, voire de supprimer la propagation des dislocations dans cette première couche épitaxiée 110. Plus précisément, les dislocations formées à l’interface entre la couche de germination 100 et le matériau épitaxié dans la première ouverture 310, ainsi que les dislocations s’étendant dans cette première ouverture 310, ne se propagent pas latéralement dans le plan XY et donc dans la première couche épitaxiée 110. En outre, la forme en coude donnée à la cavité 40 par le procédé selon l’invention permet de limiter la propagation des dislocations. Ainsi, la première couche épitaxiée 110 présente une très faible densité de dislocations.
Comme illustré à la , une étape comprend ensuite le retrait d’une partie de la deuxième couche de masquage 220 permettant d’exposer une partie 112 de la face supérieure 111 de la première couche épitaxiée 110, formant ainsi une troisième ouverture 330. Les dimensions de ce retrait définissent les dimensions dans le plan XY de la deuxième couche épitaxiée 120. Préférentiellement, la zone de la face supérieure 111 de la première couche épitaxiée 110 à l’aplomb de la première ouverture 310 n’est pas exposée par l’ouverture 330. Avantageusement, et comme cela sera détaillé par la suite en référence aux figures 26 et 27, cela permet de de faciliter une reprise de contact au niveau de la première couche épitaxiée, depuis une face avant du dispositif opposée à cette première couche épitaxiée.
Suite à la formation de l’ouverture 330, on prévoit une étape d’épitaxie illustrée à la permettant de réaliser la deuxième couche épitaxiée 120. Cette deuxième couche épitaxiée 120 peut être fabriquée par les mêmes méthodes que la première couche épitaxiée 110. La croissance est réalisée à partir de la partie 112 de la face supérieure 111 de la première couche épitaxiée 110. Comme mentionné précédemment, cette première couche épitaxiée 110 présente une faible densité de dislocations. De ce fait, peu de dislocations sont propagées à la deuxième couche épitaxiée 120 lors de sa croissance. La deuxième couche épitaxiée 120 présente donc elle-même une très faible densité de dislocations.
Pour démarrer la machine, il faut y remplir le bassin d'eau pour que les force de flottabilité rentre en action et qu'à la suite du mouvement des sphères la force de gravité agisse aussi.
Une fois que le mouvement commence à s'effectuer, nous pouvons l'optimiser en injectant de l'eau qui se trouve dans le bassin par la pression d'écoulement dans la cuve à air avec des Tuyères d'injection d'eau sur les sphères qui descendent.
Pour l'arrêter, il suffit de transvaser l'eau du bassin à l'aide d'une pompe ou bien d'utiliser des freins reliés à l'axe de transmission en rotation.
Quelle avantage cette machine à par rapport aux autres producteurs d'énergie existantes ?
Par rapport au panneau solaire, éoliennes, barrage, centrale à charbon ou nucléaire ex... Cette machine est autonome et peut fonctionner en continue sans s'arrêter, car elle n'a pas besoin de subir les aléas du climat pour fonctionner comme le vent, le soleil ou le remplissage d'eau des barrages.
Elle n'émet pas de déchet comme les centrales nucléaires et n'impacte pas les sols et ne pollue pas l'atmosphère comme le charbon.
La machine peut être installée en surface ou bien être enterré sous terre pour ne pas avoir de pollution visuelle et ne demande pas une grande infrastructure.
Elle peut être plus petite et faire quatre mètres de hauteur avec des sphères de 20 cm et la cuve à air qui correspond pour être installé près des habitations.
Où faire une structure beaucoup plus grande pour plus d'énergie avec des sphères et une cuve à air plus grosse ou en augmentant le nombre de sphères.
Elle peut être en grande partie fabriqué avec des matériaux recyclés pour avoir moins d'impact sur l'environnement.
À quoi cette machine peut servir ?
Nous pouvons relier à l'axe en rotation un générateur produisant de l'électricité.
Nous pouvons aussi utiliser cette machine pour pomper de l'eau d'un barrage qui se trouve en bas pour la faire remonter en haut et avoir un plus grand débit d'eau pour les piques de consommation.
On peut aussi installer plusieurs machines au pied du barrage pour remonter presque autant d'eau qu'il en est descendu et constitué un circuit fermé.
Réflexion sur cette machine.
Le mouvement perpétuel est un mythe, une utopie.
Inversement, à l’issue du procédé de calcul 400, on a trouvé des dimensions réduites des éléments d’espacement 40 dans une position finale 320 de la paroi périphérique verticale 22. La position finale 320 satisfait les mêmes critères d’acceptabilité que la position initiale 220 et assure ainsi toujours à la paroi périphérique verticale 22 une planéité suffisante. Mais les dimensions des éléments d’espacement 40 ayant été réduites, le volume de matière à disposer entre la paroi porteuse verticale 12 et la paroi périphérique verticale 22 est diminué, et le volume intérieur de la cuve 20 est augmenté.
On décrit maintenant les étapes du procédé de calcul 400 en se référant aux figures 4A à 10.
Le procédé 400 comprend une étape 401 consistant à obtenir des mesures de position de la paroi porteuse verticale 12 en trois dimensions. Selon un exemple particulier, cette étape 401 consiste à réaliser un relevé tridimensionnel de la position de la paroi porteuse verticale 12 avec une résolution élevée, par exemple égale à un point tous les 2 cm 2 ou moins, à l’aide d’un télémètre laser à balayage.
Dans une étape 402, à partir des mesures de position obtenues à l’étape 401, on définit, dans l’espace interne 11, la position initiale 220 de la paroi périphérique verticale 22 de la cuve 20. Dans la position initiale 220, la paroi périphérique verticale 22 présente une pluralité de facettes planes 224 formant une surface cylindrique polygonale ayant comme directrice un polygone convexe et une génératrice perpendiculaire à la directrice. Dans une variante particulière, la surface cylindrique polygonale formée par les facettes planes 224 a comme directrice un polygone convexe régulier. Selon un exemple particulier, la position initiale 220 est obtenue en recherchant une position de la paroi périphérique verticale 22 par simulation numérique sous contrainte d’un ou plusieurs critères, qui peuvent par exemple inclure un critère de minimisation de l’espace qui subsiste entre la paroi périphérique verticale 22 de la cuve 20 et la paroi porteuse verticale 12.
Après les étapes 401 et 402, le procédé 400 passe à une étape 403 consistant à définir des lignes de positionnement 100. Les lignes de positionnement 100 définissent des emplacements 130 pour les modules de paroi 30 comme représenté sur la .