FR2459570A2 - Machine electrique a reluctance variable - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE ELECTRIQUE A RELUCTANCE VARIABLE, DU TYPE CONSTITUE PAR: UNE PARTIE FIXE; UNE PARTIE MOBILE; SUR L'UNE DE CES PARTIES, DES INDUCTEURS ET SUR L'AUTRE, AU MOINS UNE PIECE POLAIRE; ET UN CIRCUIT D'ALIMENTATION SEQUENTIELLE DESDITS INDUCTEURS, CES DERNIERS ETANT A TOUT MOMENT MAGNETIQUEMENT ISOLES L'UN DE L'AUTRE QUELLES QUE SOIENT LA POSITION DE LA PIECE POLAIRE ET L'ALIMENTATION, MACHINE DANS LAQUELLE LE DEPLACEMENT DE LA PIECE MOBILE S'EFFECTUE DANS LA DIRECTION DES VECTEURS INDUCTION, EUX-MEMES ORTHOGONAUX A L'AXE DE LA MACHINE. ELLE SE CARACTERISE EN CE QUE LADITE PIECE FIXE EST UN MOYEN 2 A BRANCHES RADIALES 3 REGULIEREMENT ANGULAIREMENT ESPACEES, CE MOYEN ETANT CALE SUR UN ARBRE FIXE 4 ET LES EXTREMITES LIBRES DESDITES BRANCHES PORTANT CHACUNE UN INDUCTEUR 8-11, TANDIS QUE LA PARTIE MOBILE EST REALISEE SOUS FORME D'UN FLASQUE 12 MONTE A ROULEMENT LIBRE SUR LEDIT ARBRE 4, CE FLASQUE COMPORTANT UNE GORGE PERIPHERIQUE 14 CONTENANT DES PIECES POLAIRES 15-16, CETTE GORGE VENANT COIFFER LESDITS INDUCTEURS. L'INVENTION EST APPLICABLE DANS L'INDUSTRIE DES MOTEURS ELECTRIQUES.

Description

La presente invention concerne des perfectionnements apportés à une machine électrique à réluctance variable, telle que décrite dans la demande française nO 78 19 343. Cette dernière révélait une machine du type constitué par : une partie fixe; une partie mobile; sur l'une de ces parties, des inducteurs et sur l'autre au moins une pièce polaire; et un circuit d'alimentation séquentielle desdits inducteurs, ces derniers étant à tout moment magnétiquement isolés l'un de l'autre quelles que soient la position de la pièce polaire et l'alimentation. La caractéristique principale de cette machine était que le déplacement de la pièce mobile s'effectuait dans la direction des vecteurs induction, eux-mémes orthogonaux à l'axe de la machine.

La présente invention concerne une forme particulière de réalisation d'une telle machine ainsi qu'une alimentation perfectionnée pour celle-ci.

Partant d'une machine telle que définie ci-dessus, l'invention se caractérise en ce que ladite pièce fixe est un moyen à branches radiales régulièrement angulairement espacées, ce moyen étant calé sur un arbre fixe et les extrémités libres desdites branches portant chacune un inducteur, tandis que la partie mobile est réalisée sous forme d'un flasque monté à roulement libre sur ledit arbre, ce flasque comportant une gorge periphérique contenant des pièces polaires, cette gorge venant coiffer lesdits inducteurs.

Toujours selon l'invention, le circuit d'alimentation séquentielle comporte, par inducteur, un capteur de position de pièce polaire, un module de mesure du temps entre deux impulsions successives générées par ledit capteur, un générateur réglable d'un temps de référence, un module de comparaison des impulsions provenant du module de mesure et du générateur de référence, un module de modification de la durée de conduction en fonction du signal de sortie du module de comparaison et un amplificateur contrôlant l'alimentation dudit inducteur.

Pour plus de clarté, un exemple de réalisation de 1 'inven- tion est décrit ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels
la figure 1 est une coupe axiale d'une machine selon l'invention;
la figure 2 montre, de face, un quart de la partie fixe, dite porte-bobines;
la figure 3 montre, en coupe, une bobine;
la figure 4 est une vue de face d'un quart de la partie mobile portant les pièces polaires;
la figure 5 représente schématiquement le circuit d'alimentation; et
la figure 6 représente schématiquement une variante d'exécution du circuit selon la figure 5.

La machine selon la figure 1 comporte une partie fixe 1 réalisée en alliage léger et sous forme d'un moyen 2 (figure 2) à branches radiales 3, ce moyen étant calé sur un arbre fixe 4.

L'extrémité libre de chacune des branches 3 présente deux languettes 5 et 6 mutuellement parallèles, destinées à recevoir entre elles une bobine 7. Cette dernière comporte un noyau 8 à section carrée se terminant en chaque extrémité par une plaque rectangulaire, respectivement 9 et 10. Un bobinage 11 entoure le noyau 8 entre lesdites plaques 9 et 10 (figure 3).

La partie mobile est constituée par un flasque 12 monté à rotation, à l'intervention d'un roulement 13, sur l'axe 4 Ce flasque 12 présente une gorge périphérique 14 de section substantiellement en U dont les branches 15 et 16, telles que vues à la figure 1, s'étendent parallèlement à l'axe de l'arbre 4. Lesdites branches 15 et 16 comportent des paires de surépaisseurs 17 et 18 régulièrement et angulairement espacées, constituant autant de pièces polaires. Entre deux pièces polaires successives, le fond de la gorge 14 est découpé en fenêtre 19 (figure 4).

Les dimensions et l'agencement des éléments susdécrits sont tels que les bobines 8-11 sont engagées dans la gorge 14, tandis que la distance des surépaisseurs 17 et 18 aux bobines, lorsqu'elles sont mutuellement et radialement allignées, correspond à un entrefert usuel, c'est-à-dire une fraction de millimètre.

Un deuxième flasque 20 en alliage léger, solidarisé au flasque 12, est monté sur l'axe 4 à l'intervention d'un roulement 21 et vient fermer l'arrière de la machine.

Dans cette exemple de réalisation, la machine est destinée à constituer une roue motrice d'un caddy de golf. A cet effet, les flasques 12 et 21 sont ceints d'un pneu plein, schématisé en 22 à la figure 1.

L'alimentation de chaque bobine 8-11 est commandée par un capteur 23 (figure 5) détectant l'approche d'une pièce polaire 15, 16. I1 y a donc autant de capteurs que de bobines. Le signal du capteur aboutit à la bobine via un amplificateur de puissance 24.

Afin de réguler la vitesse et de permettre un fonctionnement à roue libre, on prévoit un module 25 de mesure du temps (T) entre deux impulsions successives émises par le capteur 23, ainsi qu'un module 26 générateur, de temps de référence (Tc). Les signaux provenant de 25 et 26 sont comparés dans un module 27 et le résultant est envoyé à un module 28 modifiant ou non la duree de conduction, en fonction du signal qu'il reçoit.

Les modules 27 et 28 sont agencés de manière à remplir les fonctions suivantes (nT : durée de conduction ou d'alimentation de la bobine, avec n fixé par la géométrie de la machine)
- lorsque T-n T > Tc (démarrage), la durée de conduction est celle donnée par le capteur, soit nT;
- lorsque T-nT < Tc < T, la durée de conduction est modulée en fonction de T-Tc; on se trouve dans une zone de régulation de la

- lorsque T ç Tc, suite à une action extérieure, le temps de conduction est nul et la machine fonctionne en roue libre.

Si l'on utilise des bobines 8-11 à faible résistance ohmique, celles-ci pourraient absorber un couvrant prohibitif lors d'un démarrage ou d'un blocage de la machine.

Pour éviter celà, on limite la valeur moyenne du courant traversant les bobines à la valeur maximale de courant (Ic) tolérée en régime continu. A cet effet, on intègre en permanence les valeurs instantanées du courant traversant une bobine par rapport à la valeur de l'intégration un temps infiniment petit avant (valeur de courant moyen : Ii).

La comparaison de I et de Ii permet d'annuler le signal
c i à l'entrée de l'amplificateur 24 lorsque Ii > I
i c
Le schéma-bloc complet du circuit est donné à la figure 6.

Les signaux provenant du capteur 23 et du circuit de régulation 25-28 sont envoyés à une porte ET à trois entrées 29, ainsi que ceux provenant d'un module de limitation 30, respectivement de sécurité. Ce dernier inclut de préférence une temporisation autorisant une surintensité durant un temps dont la durée est une fonction directe de l'écart entre la valeur moyenne du courant avant son apparition et la valeur maximale de courant tolérée en régime continu.

I1 est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'exemple décritci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS.

1.- Machine électrique à réluctance variable, du type con stitué par : une partie fixe; une partie mobile; sur l'une de ces parties, des inducteurs et sur l'autre, au moins une pièce polaire; et un circuit d'alimentation séquentielle desdits inducteurs, ces derniers étant à tout moment magnétiquement isolés l'un de l'autre quelles que soient la position de la pièce polaire et l'alimentatio:: machine dans laquelle le déplacement de la pièce mobile s'effectue dans la direction des vecteurs induction, eux-mêmes orthogonaux à l'axe de la machine, caractérisée en ce que ladite pièce fixe est un moyen à branches radiales régulièrement angulairement espacées, ce moyen étant calé sur un arbre fixe et les extrémités libres desdites branches portant chacune un inducteur, tandis que la partie mobile est réalisée sous forme d'un flasque monté à roulement libre sur ledit arbre, ce flasque comportant une gorge périphérique conte nant des pièces polaires, cette gorge venant coiffer lesdits inducteurs.

2.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite gorge périphérique présente une section substantiellemen en U dont les branches s'étendent parallèlement à l'axe dudit arbre

3.- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites pièces polaires sont constituées chacune par une paire de surépaisseurs prévues sur les branches de ladite gorge.

4.- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le fond de ladite gorge est pourvu d'une pluralité de fenêtres, chacune située entre deux paires de surépaisseurs voisines.

5.- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit d'alimentation séquentielle comporte, par inducteur, un capteur de position de pièce polaire, un module de mesure du temps entre deux impulsions successives générées par ledit capteur, un générateur réglable d'un temps de référence, un module de comparaison des impulsions provenant du module de mesure et du générateur de référence, un module de modification de la durée de conduction en fonction du signal de sortie du module de comparaison et un amplificateur contrôlant l'alimentation dudit inducteur.

6.- Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le circuit d'alimentation comporte en outre, dans le cas d'un inducteur à faible résistance ohmique, un module de sécurité intégrant en permanence les valeurs instantanées du courant traversant l'inducteur par rapport à la valeur de l'intégration un temps infi niment petit précédent et annulant le signal à l'entrée dudit amplificateur lorsque la valeur de courant moyen est supérieure à la valeur maximale de courant tolérée en régime continu.

7.- Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le module de sécurité inclut une temporisation autorisant une surintensité durant un temps dont la durée est une fonction directe de l'écart entre la valeur moyenne de courant avant son apparition et le valeur maximale de courant tolérée en régime continu.