INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
État de la technique Un tel exemple de moteur est décrit par le brevet FR2742940B1 de la demanderesse, proposant un tel moteur diphasé constitué par une partie statorique excitée par deux bobines électriques et par un rotor aimanté présentant N paires de pôles aimantés radialement en sens alternés, N étant égal à 3 ou à 5. La partie statorique présente au moins deux circuits en forme de W comportant chacun une bobine électrique entourant la jambe centrale. Les circuits en W sont disposés de façon que lorsque l'une des jambes centrales se trouve en face d'une transition magnétique, l'autre jambe centrale se trouve en face d'un pôle magnétique. Les épanouissements polaires des jambes d'un circuit en W étant espacées angulairement de π/4 et les épanouissements polaires des jambes centrales de deux circuits en W appartenant à des phases différentes étant écartées angulairement d'un angle sensiblement égal à π/2±k.π/N, où N est le nombre de paires de pôles magnétiques, soit 3 ou 5 et k est égal à 0, 1, ou 2.
D’autres moteurs similaires sont connus, par exemple par le brevet EP3010127 décrivant une solution avec un aimant à quatre paires de pôles S et de pôles N formées à des intervalles angulaires égaux, et un stator comprenant six pôles saillants. Un premier pôle saillant comprenant une première bobine et un second pôle comprenant une seconde sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de 112,5°.
Le moteur décrit dans le brevet JP2017022892 comprend un rotor avec des aimants dans lesquels des pôles S et des pôles N sont alternativement prévus dans une direction circonférentielle ; un noyau de stator formé en disposant une pluralité de pôles saillants avec des parties de pointe se faisant face à une distance sur la surface périphérique extérieure de l'aimant, dans la direction circonférentielle ; et un stator muni d'une bobine 9 disposée autour de deux des pôles saillants (pôles saillants. Lorsqu'une largeur de pôle magnétique de l'aimant est D1 et une largeur de pôle saillant est D2, la largeur de pôle saillant D1 représente 50 % ou plus de la largeur de pôle magnétique D2 de l'aimant.
Le brevet EP2874291 décrit un autre exemple de moteur électrique comprenant un rotor comprenant une partie aimantée définissant une pluralité de pôles de rotor, et un stator comprenant une pluralité de bobines et une armature magnétique définissant un circuit magnétique. Chaque bobine comprend un noyau de bobine sous forme d'une pièce rapportée en un matériau magnétique fixé à l'armature magnétique. Le noyau de bobine comprend une dent définissant un pôle magnétique du stator, la dent comportant des extensions s'étendant dans une direction axiale parallèle à l'axe du rotor. La hauteur de la dent et la hauteur de la bobine sont égales ou presque égales à la hauteur de la partie aimantée du rotor.
Le brevet EP1244200 décrit également un moteur pas à pas comprenant un rotor, une pluralité de pôles magnétiques disposés sur la périphérie, deux flasques magnétiques face aux pôles magnétiques du rotor; deux bobines d'excitation pour exciter les deux flasques magnétiques en réponse aux impulsions de commande présentant une différence de phase, caractérisé en ce que: une base statorique est placée à côté du rotor, deux flasques magnétiques sont sur la base statorique pour que les chemins magnétiques puissent être formés respectivement et deux parties polaires magnétiques intégralement formées avec la base statorique formant les chemins magnétiques avec les flasques magnétiques respectivement.
Le brevet FR2754953 propose un moteur polyphasé formé par une partie statorique excitée par des bobines électriques et par un rotor aimanté présentant N paires de pôles aimantés radialement en sens alternés, N étant égal à 4 ou à 5. La partie statorique présente au moins deux circuits en forme de W comportant chacun une bobine électrique entourant la jambe centrale. Les circuits en W sont disposés de façon que lorsque l'une des jambes centrales - se trouve en face d'une transition magnétique, l'autre jambe centrale se trouve approximativement en face d'un pôle magnétique. Les épanouissements polaires des jambes centrales de deux circuits en W appartenant à des phases différentes sont écartés angulairement d'un angle sensiblement égal à 120°.
Le brevet JP2014241685 concerne un moteur comportant un rotor muni d'aimants ayant des pôles S et des pôles N agencés circonférentiellement alternativement à des intervalles angulaires égaux dans la direction circonférentielle, et une pluralité de pôles saillants opposés à la surface circonférentielle avec un espace dans la direction circonférentielle Un noyau de stator, une première bobine enroulé autour du premier pôle saillant parmi la pluralité de pôles saillants, et un second pôle saillant circonférentiellement espacé du premier pôle saillant parmi la pluralité de pôles saillants Un stator ayant une seconde bobine, et l'aimant a une paire, deux paires, quatre paires, cinq paires ou huit paires du pôle S et du pôle N, et le noyau du stator a Trois pôles saillants sont formés à des intervalles angulaires égaux, et la position angulaire du premier pôle saillant et du deuxième pôle saillant est déviée de 120 ° dans le sens circonférentiel.
Inconvénients de l’art antérieur Il est apparu que les différentes géométries proposées dans l’art antérieur conduisaient à des solutions pénalisées par un couple résiduel sans courant C0 relativement élevé et un encombrement suivant l’une des directions appartenant au plan perpendiculaire à l’axe de rotation, pour une puissance donnée, qui peut être amélioré et restreint.
Certaines solutions de l’art antérieur présentent par ailleurs l’inconvénient de nécessiter des formes statoriques complexes, incompatibles avec les techniques habituelles d’empilement de tôles ferromagnétiques fines, par exemple des techniques coûteuses telles que le formage en 3 dimensions des tôles ou l’assemblage de plusieurs pièces.
La présente invention vise à répondre à ces inconvénients. A cet effet l’invention porte dans sa portée la plus générale sur un moteur électrique sans balais diphasé constitué par un rotor et un stator, le stator étant constitué par un empilement de tôles ferromagnétiques découpées présentant deux dents s’étendant chacune selon un axe radial médian, lesdits axes radiaux médians étant coplanaires, la section transverse du stator s’inscrivant dans un rectangle de longueur et de largeur , chacune desdites dents étant entourée par une bobine, le rotor comportant 3, 4 ou 5 paires de pôles magnétiques aimantés radialement, en sens alternés, caractérisé en ce que lesdits axes radiaux médians forment entre eux un secteur angulaire s’étendant sur un angle compris entre 145° et 180° et en ce ledit stator présente au moins une continuité mécanique et magnétique, s’étendant entre les deux dents bobinées.
L’objet de la présente invention peut également revêtir l’une ou une combinaison compatible des caractéristiques suivantes.
En particulier lesdits axes radiaux médians forment entre eux un angle de 157,5°, le rotor présentant 4 paires de pôles.
En alternative possible, lesdits axes radiaux médians forment entre eux un angle de 162°, le rotor présentant 5 paires de pôles.
En autre alternative, lesdits axes radiaux médians forment entre eux un angle tel que les deux bobines sont déphasés électriquement de 120°.
Dans une première variante, ladite culasse présente une deuxième continuité mécanique et magnétique, l’une ou l’autre des continuités mécanique et magnétique formant au moins une dent continue non bobinée, lesdites première et seconde continuités mécaniques et magnétiques s’étendant de part et d’autre dudit rotor entre les deux dents bobinées, lesdites première et seconde continuités mécanique et magnétique étant de largeurs angulaires différentes.
En particulier pour cette première variante, la seconde desdites continuités mécanique et magnétique forme une dent continue non bobinée unique.
Selon la même logique que précédemment, si le troisième délai de latence DL3 redevient raisonnable et nominal, (en pratique s’il remplit le critère DL3 .
Chaque portion de tâche comprend un ensemble de fonctions.
La première partie de tâche commence à être exécutée à l’instant Tb1. La première partie de tâche est terminée à l’instant Te1. La deuxième partie de tâche commence à être exécutée à l’instant Tb2. La deuxième partie de tâche est terminée à l’instant Te2. La troisième partie de tâche commence à être exécutée à l’instant Tb3. La troisième partie de tâche est terminée à l’instant Te3.
Les temps de latence sont définis par : DL2 = Tb2 – Te1 DL1 = Tb1 – LTK(i), l’indice i représentant la récurrence d’appel de la tâche chainée TK, DL3 = Tb3 – Te2
Le deuxième délai de latence DL2 peut être calculé comme une moyenne sur les M dernières exécutions de la tâche chaînée TK. Il en va de même pour le premier délai de latence DL1 et le troisième délai de latence DL3. On peut choisir par exemple M= 3.
La valeur courante du troisième délai de latence DL3 est avantageusement une valeur moyenne calculée sur les M dernières exécutions de la tâche chaînée TK.
On comprend du mécanisme tel qu’exposé ci-dessus que le mode de délestage d’un cœur est souvent exclusif du mode de délestage de ses voisins de chaîne (précédent et suivant). Toutefois on note que les cœurs A1 et A3 peuvent être délestés simultanément sur le cœur A2. Les possibilités de délestages simultanés augmentent si le microcontrôleur comprend quatre cœurs ou plus.
On remarque aussi que dans le cas où deux délais de latence augmentent en même temps, on privilégiera le délestage du cœur qui présente le plus grand délai de latence. Ainsi, c’est le cœur le plus en difficulté qui va être délesté.
La reprend sous forme de logigramme la logique de déclenchement du mode de délestage du deuxième cœur et l’utilisation d’une balise, ou flag, notée FMD2.
Le pavé sur la gauche représente le fonctionnement dans le premier cœur A1. Au début, le séquenceur ou le premier cœur procède à l’horodatage du temps système et le stocke dans la variable LTK(i). Par ailleurs, le premier cœur exécute quoi qu’il arrive la portion de base T10. Dans l’exemple illustré du délestage du deuxième cœur, le premier cœur exécute aussi la portion de queue de la première tâche à savoir la portion T12. La suite dépend alors de la valeur du flag FMD2 qui représente le mode de délestage du deuxième cœur lorsqu’il est positionné à la valeur 1.
Dans le cas nominal où ce flag FMD2 est à 0, le premier cœur a terminé sa mission concernant la première partie de tâche TK1. Sinon, lorsque FMD2 est à 1, alors le premier cœur A1 exécute aussi la portion de tête T21 de la deuxième tâche.
À la fin de l’exécution qui incombe au premier cœur A1, le premier cœur procède à l’horodatage du temps système et le stocke dans la variable Te1. À ce point du processus, les résultats de la première partie de tâche sont mis à disposition du deuxième cœur A2.
Au début du processus réalisé par le deuxième cœur A2, illustré par le pavé central de la , le deuxième cœur procède à l’horodatage du temps système et le stocke dans la variable Tb2.
Dans le cas nominal où le flag FMD2 est à 0, le deuxième cœur exécute la portion de tête T21 puis la portion de base T20 puis la portion de queue T23.
Sinon, lorsque FMD2 est à 1, alors le deuxième cœur exécute uniquement la portion de base T20.
On note ici que le délestage dans le troisième cœur est une option qui est implémentée seulement quand ce troisième cœur est présent dans la configuration du microcontrôleur.
En vue de la réalisation de ce but, on propose un équipement comprenant au moins un capteur, au moins un premier composant et au moins un deuxième composant plus rapide à démarrer que le au moins un premier composant, l’équipement étant agencé pour fonctionner selon au moins :
- un premier mode de veille, dans lequel au moins un premier capteur est alimenté, le au moins un premier composant et le au moins un deuxième composant n’étant pas alimentés, l’équipement mettant en œuvre une première fonction de détection pour détecter une présence d’un utilisateur en utilisant le premier capteur ;
- un deuxième mode de veille, dans lequel au moins un deuxième capteur, identique ou non au au moins un premier capteur, est alimenté, le au moins un premier composant et le au moins un deuxième composant n’étant pas alimentés, l’équipement mettant en œuvre une deuxième fonction de détection pour détecter la présence de l’utilisateur, plus précise et plus consommatrice que la première fonction de détection, en utilisant le au moins un deuxième capteur ;
- un troisième mode de veille, dans lequel le au moins un premier composant est alimenté et le au moins un deuxième composant n’est pas alimenté ;
- un mode actif, dans lequel le au moins un premier composant et le au moins un deuxième composant sont alimentés.
Ainsi, dans le premier mode de veille, seuls les composants nécessaires à la première fonction de détection ont besoin d’être alimentés. Le premier mode de veille consomme donc très peu d’énergie, car la consommation électrique de cette première fonction de détection est faible.
Dans le deuxième mode de veille, seuls les composants nécessaires à la deuxième fonction de détection ont besoin d’être alimentés. Cette deuxième fonction de détection est plus précise. Ces deux modes de veille permettent de réaliser une détection à la fois précise et peu consommatrice car, la plupart du temps et en l’absence de l’utilisateur, seule la première fonction de détection est mise en œuvre. La deuxième fonction de détection est utilisée seulement pour confirmer la présence de l’utilisateur.
Dans le troisième mode de veille, le premier composant, lent à démarrer, est alimenté. Ainsi, depuis le troisième mode de veille, l’équipement électrique est capable de passer très rapidement dans le mode actif.
Les trois modes de veille de l’invention permettent donc de réduire de manière importante la consommation électrique moyenne en veille de l’équipement, tout en minimisant le temps de démarrage perçu par l’utilisateur.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, le au moins un premier capteur comprenant au moins un microphone, l’équipement comprenant un module de traitement audio relié au au moins un microphone et agencé pour mettre en œuvre la première fonction de détection en analysant un signal audio capturé par le au moins un microphone.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, dans lequel le module de traitement audio est agencé pour calculer une puissance moyenne du signal audio, et pour détecter la présence de l’utilisateur si la puissance moyenne est supérieure à un seuil prédéterminé.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, dans lequel, avant de calculer la puissance moyenne du signal audio, le module de traitement audio applique un filtre sur le signal audio ayant une bande-passante qui inclut une bande de fréquences correspondant à la voix humaine.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, dans lequel le module de traitement audio utilise un premier algorithme d’apprentissage automatique, préalablement entraîné, pour détecter dans le signal audio la présence d’un son correspondant à la présence de l’utilisateur.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, le au moins un deuxième capteur comprenant une caméra, l’équipement comprenant un module de traitement d’images relié à la caméra et agencé pour mettre en œuvre la deuxième fonction de détection en analysant des images capturées par la caméra.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, dans lequel le module de traitement d’images utilise un algorithme de Viola et Jones pour détecter un visage dans les images capturées par la caméra.
On propose de plus un équipement tel que précédemment décrit, dans lequel le module de traitement d’images utilise un deuxième algorithme d’apprentissage automatique, préalablement entraîné, pour détecter la présence de l’utilisateur dans les images capturées par la caméra.
Selon un premier type et en rapport avec les figures 2 et 3, un bras 301 peut être un cylindre en ferrite plein qui s’étend selon un axe principal A. Autrement dit, le bras 301 ne présente aucun creux ni aucune cavité de sorte que le bras définit un volume de cylindre entièrement rempli de matériau magnétique. La est une coupe radiale du bras, c’est-à-dire une coupe dans un plan orthogonal à l’axe principal A. La est une coupe axiale du bras, c’est-à-dire une coupe selon un plan qui contient l’axe principal A.
Un bras plein de ce premier type est notamment adapté pour réaliser un couplage magnétique fort entre deux fils électriques bobinés autour de ce bras. Un noyau magnétique comme on l’a présenté plus haut peut comprendre un ou plusieurs bras de ce premier type. Tous les bras du noyau peuvent être de ce type.
Selon un deuxième type et en rapport avec les figures 4 et 5, un bras 303 peut présenter un logement fermé 9, le logement 9 étant centré sur l’axe A du cylindre 303, l’axe A traversant le logement 9. Le bras comprend une paroi interne qui définit le logement fermé 9, c’est-à-dire que le logement fermé 9 n’est pas en communication fluidique avec l’extérieur du bras. Autrement dit, le logement 9 est inclus -c’est-à-dire enfermé - dans un volume plein en ferrite que définit le bras 303. La paroi interne peut avoir la forme d’un cylindre interne centré sur un axe qui coïncide avec l’axe A principal du cylindre 303. Le cylindre interne peut être à section circulaire. Le logement 9 est centré sur l’axe A et l’axe A traverse le logement 9. Autrement dit, il y a dans le bras une zone centrale entourant l’axe A qui n’est pas occupée par la matière du bras. Le logement 9 est entouré de matière du bras. Dans les directions radiales qui partent de l’axe A vers l’extérieur l’épaisseur de matière du bras qui entoure le logement est sensiblement la même dans toutes ces différentes directions radiales. L’épaisseur du bras définie entre la paroi interne et la paroi externe du cylindre est supérieure ou égale à 500 µm. Lorsque le bras et la paroi interne ont chacun la forme d’un cylindre centré sur l’axe A principal du cylindre, ils définissent des rayons dont la différence est supérieure ou égale à 500 µm.
Le logement 9 contient un matériau 10 choisi parmi un matériau à changement de phase et un matériau amorphe ou nanocristallin. Un tel logement rempli nécessite à la fabrication une étape d’insertion du matériau dans le logement du bras. On rappelle qu’un noyau tel qu’exposé ici peut être réalisé par fabrication additive sans fusion en un seul bloc ou en plusieurs éléments. Lorsque le noyau comprend dans un bras un logement interne qui doit être rempli d’un matériau particulier, on peut prévoir que le bras soit divisé en deux sous-parties à un certain moment de la fabrication, de sorte que le logement interne est ouvert sur l’extérieur de sorte à donner accès au logement interne. Dans un premier exemple, la fabrication peut comprendre les deux étapes successives de génération du bras en entier suivi d’une division de ce bras en deux sous-parties. Dans un deuxième exemple, la fabrication peut comprendre la génération indépendante de deux sous-parties destinées à former plus tard le bras.
Au moment de la fabrication où le bras est divisé en deux sous-parties, le logement interne dans le bras se trouve être ouvert sur l’extérieur. Le logement peut alors être rempli d’un matériau 10 choisi parmi un matériau à changement de phase et un matériau amorphe ou nanocristallin. Une fois le matériau inséré, les deux sous-parties sont fixées l’une avec l’autre, par exemple par collage et/ou vissage et/ou frittage.
Lorsque le logement 9 comprend un matériau à changement de phase, le bras de ce deuxième type est notamment adapté pour filtrer les pics de température. Le matériau à changement de phase est choisi pour être solide à la température de fonctionnement nominal du noyau, mais liquide au-delà. La chaleur latente du matériau impose qu’une énergie thermique importante soit apportée ou retranchée au matériau pour quitter ce palier de température, ce qui impose lors de ce changement de phase une température constante au système, inférieure à celle du pic. Dès lors, les variations rapides de température du noyau peuvent être absorbées localement et lissées par les changements de phases répétés du matériau.
Lorsque le logement comprend un matériau amorphe ou nanocristallin, le bras de ce deuxième type est notamment adapté pour augmenter la perméabilité magnétique du bras. Cela est notamment pertinent si le noyau est utilisé avec des signaux alternatifs sur certaines gammes de fréquence. Typiquement sur la gamme de quelques dizaines de kiloHertz à quelques centaines de kiloHertz, les noyaux en ferrite peuvent avoir une induction magnétique inférieure à 0.5 Tesla. La présence du matériau amorphe ou nanocristallin renforce l’induction magnétique de l’ensemble « bras + matériau dans le logement ». Il est aussi possible en ajoutant le matériau dans le logement, de diminuer la taille du noyau nécessaire pour atteindre une certaine induction magnétique. Ce degré de liberté supplémentaire permet de réaliser une fonction magnétique identique avec une dimension radiale du bras plus faible. Certaines contraintes d’encombrement et/ou d’intégration peuvent être ainsi plus facilement respectées.
Un noyau magnétique comme on l’a présenté plus haut peut comprendre un ou plusieurs bras de ce deuxième type. Tous les bras du noyau peuvent être de ce deuxième type.
Selon un troisième type et en rapport avec les figures 6 et 7, un bras 302 peut être traversé par un passage débouchant 11 hors du bras à chaque extrémité du bras. Autrement dit, le passage 11 s’étend à l’intérieur du bras selon l’axe A depuis une extrémité axiale à l’autre. Le passage 11 est centré sur l’axe A du cylindre, l’axe passant par le passage 11.
Le bras 302 présente une structure de cylindre creux, définissant une paroi interne 13 et une paroi externe 14. Ces parois 13 et 14 sont de préférence concentriques et de même forme définissant une épaisseur de ferrite uniforme.
Le passage 11 est défini par une paroi interne 13. La paroi interne 13 peut présenter une forme cylindrique centrée sur l’axe A, et en particulier une forme cylindrique à section circulaire. L’épaisseur du bras définie entre la paroi interne 13 et la paroi externe 14 est supérieure ou égale à 500 µm. Lorsque le bras et la paroi interne ont chacun la forme d’un cylindre centré sur l’axe A principal du cylindre, ils définissent des rayons dont la différence est supérieure ou égale à 500 µm.
Un bras creux de ce troisième type est notamment adapté pour faire passer un fluide de refroidissement dans le passage débouchant de sorte à refroidir le bras et plus généralement le noyau. Un noyau magnétique comme on l’a présenté plus haut peut comprendre un ou plusieurs bras de ce troisième type. Tous les bras du noyau peuvent être de ce type.
Selon un quatrième type et en rapport avec les figures 8 et 9, un bras 304 peut comprendre deux parois internes 17 et 19 en regard l’une de l’autre, les deux parois 17 et 19 définissant entre elles un passage débouchant 15 hors du bras à chaque extrémité du bras. Autrement dit le passage 15 s’étend à l’intérieur du bras selon l’axe A depuis une extrémité axiale à l’autre.
Dans ce quatrième type, le bras comprend un unique passage débouchant qui est défini par deux parois différentes en regard l’une de l’autre.
Une première paroi interne 17 se situe radialement à l’extérieur de la deuxième paroi interne 19, de sorte que la première paroi interne 17 entoure la deuxième paroi interne 19.