Elle s'applique notamment mais non exclusivement au domaine des moteurs à induction électromagnétique et, par complément, au domaine des générateurs à induction électromagnétique.

D'une manière générale, on sait que les machines électriques tournantes classiques comprennent un rotor ou induit en mouvement relatif dans des champs magnétiques créés par le stator ou inducteur.

On distingue deux catégories de machines tournantes : les machines à induction, les machines à collecteur.

Concernant la première catégorie, l'inducteur ou stator, toujours alimenté en courant alternatif, produit un champ tournant qui induit dans le rotor en court- circuit (ou cage d'écureuil) des courants qui, par interaction sur le champ statorique, engendrent un couple moteur.

La vitesse du moteur est liée, entre autre, à la fréquence du courant alternatif et au nombre de pôles du stator ; lequel stator peut être alimenté en courant

triphasé, ou en courant monophasé moyennant l'adjonction d'un élément déphaseur afin de permettre le démarrage du moteur à induction.

Concernant la deuxième catégorie, l'inducteur comporte des pièces polaires supportant soit des enroulements d'excitation soit des aimants permanents qui ont une induction rémanente.

Ainsi, au niveau de l'inducteur, la force magnétomotrice qui résulte du passage du courant dans les enroulements d'excitation produit le flux principal qui parcourt l'ensemble du circuit magnétique.

Le circuit magnétique de l'induit est constitué d'un empilage de tôles découpées de manière à obtenir des rainures dans lesquelles sera logé l'enroulement induit, et est soumis au flux d'induction magnétique de l'inducteur.

Le circuit magnétique inducteur et le circuit magnétique induit sont séparés par un entrefer qui fait également partie du circuit magnétique de la machine.

Enfin le rotor possède un organe de redressement des courants alternatifs induits, appelé collecteur, dans le cas d'un générateur, ou permet d'alimenter en courant continu l'induit, dans le cas d'un moteur.

Afin d'améliorer les performances mécaniques du moteur, notamment en terme de variations rapides de la vitesse de rotation, on peut diminuer l'inertie de l'induit en donnant à celui-ci un grand allongement (rapport important entre la longueur et le diamètre) ; on peut également donner à l'induit la forme d'un disque mince et éliminer ainsi le fer rotorique, les conducteurs actifs étant alors radiaux.

Hormis ces solutions, essentiellement applicables aux petits moteurs électriques destinés notamment aux servomécanismes, les moteurs classiques

ont l'inconvénient de manquer de couple par rapport à leur volume, les conducteurs actifs devant être concentrés dans un faible espace, voisin de l'axe rotatif.

On connaît maintenant des moteurs à induction électromagnétique dans lesquels la partie mobile, rotative, correspond à la partie externe inductrice qui constitue alors le rotor, tandis que la partie axiale interne bobinée est fixe et constitue le stator.

Une telle structure nécessite des entrefers d'épaisseur importante pour loger les conducteurs bobinés du stator ; la mise en oeuvre reste délicate et risque de nuire à l'efficacité électromagnétique de la structure proposée.

On connaît également des moteurs à induction électromagnétique, proche de la structure générale précédente, dans lesquels la partie axiale interne fixe, constituant le stator, comprend une série de tôles minces planes entre lesquelles sont déposées les conducteurs d'excitation ou d'induit, les conducteurs ayant des parties actives s'étendant sensiblement radialement ou parallèlement à l'axe du moteur ; quant à la culasse externe de rotation, constituant la partie inductrice, elle comprend une pluralités de cavaliers aimantés en matériau magnétique disposés dans une pluralité de secteurs angulaires ; ainsi, selon un mode de réalisation, le circuit magnétique circule dans un demi-plan radial et comporte deux entrefers traversés par un flux magnétique radial.

Une telle structure est également de mise en oeuvre délicate du fait de la limitation en volume disponible pour le bobinage de l'induit ; en outre, elle nécessite l'adjonction d'une pièce assurant le positionnement précis et régulier des tôles ; cette pièce, de réalisation complexe, obère de manière importante les coûts de fabrication d'une telle structure.

D'une manière générale, on sait les moteurs ou générateurs électriques fonctionnent en absorption de champ magnétique ; en effet un pôle, créé

magnétiquement, par exemple un stator, attirera en vis-à-vis de lui-même un pôle de nom contraire du rotor de manière à absorber la plus grande quantité de flux généré par ce pôle ; ce qui explique notamment la complexité des bobinages, l'augmentation du fer, et par conséquent celle du poids.

Compte tenu des éléments cités, la démarche qui a permis d'aboutir à la structure du dispositif actionneur électrique ou générateur électrique réagissant à la force de répulsion magnétique, a consisté en l'optimisation du fer, c'est-à- dire en son allègement, et en la recherche du meilleur rapport entre la longueur du cuivre actif sur la longueur du cuivre de liaison.

A cet effet, il convient de remarquer que le handicap essentiel interdisant le développement industriel de la dynamo de POIRSON est dû en grande partie à la structure unipolaire de cette machine interdisant la mise en série des conducteurs qui pourraient l'équiper en remplacement du cylindre massique qui la constituait.

L'invention a plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients en proposant une sectorisation de la machine dite de POIRSON de manière à la rendre compatible avec une structure bi ou mieux multipolaire et d'échapper ainsi à l'impossibilité d'associer en série les conducteurs la constituant.

A cet effet, le dispositif actionneur ou générateur, à excitation permanente multipolaire, et à courant continu ou commuté, réagissant à la force de répulsion magnétique selon l'invention comprend : une pluralité de conducteurs électriques d'excitation ou induit bobiné, et, au moins deux cavaliers magnétiques comportant chacun une paire de pôles magnétiques de polarité alternée, disposés parallèlement à l'axe de rotation d'une machine tournante ou perpendiculairement à la direction de déplacement d'une machine linéaire, de sorte que le

flux magnétique circule sensiblement selon le plan médian de chacun des deux susdits cavaliers magnétiques, caractérisé en ce que la pluralité de conducteurs électriques ont des parties actives s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe de rotation d'une machine tournante ou perpendiculairement à la direction de déplacement d'une machine linéaire, et déposées entre des tôles minces de perméabilité magnétique suffisante et de susceptibilité magnétique élevée, espacées étroitement, lesquelles sont disposées parallèlement aux deux plans médians des susdits cavaliers magnétiques, de sorte que le flux magnétique généré par les susdits cavaliers magnétiques circulant dans les susdits plans médians se referme dans les tôles minces formant l'induit bobiné, l'ensemble constitué de la pluralité de conducteurs électriques d'excitation ou induit bobiné et des cavaliers magnétiques forme des circuits magnétiques à entrefers dans lesquels le flux magnétique circule sensiblement selon le plan médian des susdits cavaliers magnétiques.

Grâce à ces dispositions, les parties actives des conducteurs étant situées par exemple dans un plan horizontal, le champ magnétique produit par les paires de pôles magnétiques étant perpendiculaire audit plan horizontal, la force dite de LORENTZ ou la force dite de LAPLACE, respectivement dans le cas du déplacement relatif des parties actives des conducteurs par rapport au champ magnétique (dispositif générateur électrique) ou dans le cas d'un courant circulant dans les parties actives des conducteurs (dispositif actionneur électrique), seront perpendiculaires au plan défini respectivement par les vecteurs vitesse de déplacement et champ magnétique d'une part, et par les vecteurs courant et champ magnétique d'autre part.

Ainsi ces dites forces concourent dans la même direction si les directions des courants circulant dans les parties actives sont en opposition pour une même paire de pôles magnétiques disposés de façon alternée.

Ces conditions étant respectées en tout point, le dispositif selon l'invention pourra être tantôt générateur électrique dans le cas du déplacement relatif des

parties actives des conducteurs par rapport au champ magnétique ou tantôt actionneur électrique dans le cas d'un courant circulant dans les parties actives des conducteurs.

Dans les deux cas, il s'agit de forces de répulsion magnétique appliquées à la pluralité de conducteurs d'excitation ou induit bobiné.

Un mode d'exécution sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique du principe de l'action d'une force de répulsion magnétique sur un matériau magnétique, en vue de dessus, - la figure 2 est une représentation schématique du même principe, selon une coupe transversale, - la figure 3 est une représentation schématique en perspective d'un dispositif actionneur élémentaire, - la figure 4 est une représentation schématique d'un mode de bobinage, - la figure 5 représente une demi-coupe sagittale d'un premier mode de réalisation d'une machine tournante selon l'invention, - la figure 6 représente une coupe transversale du premier mode de réalisation, - la figure 7 représente une demi-coupe sagittale d'un deuxième mode de réalisation d'une machine tournante selon l'invention, - la figure 8 représente une demi-coupe sagittale d'un troisième mode de réalisation d'une machine tournante selon l'invention, Dans cet exemple représenté sur les figures 1,2, un tore 1, de section rectangulaire, en matériau magnétique, tel du fer doux, est solidaire d'une embase 2 de forme carrée, en matériau amagnétique, tel de l'aluminium, le tore 1 ayant son centre confondu avec l'axe A de symétrie de l'embase 2, et son diamètre extérieur inscrit dans le contour de ladite embase 2.

Un barreau 3, de section rectangulaire et de longueur équivalente au diamètre extérieur du tore 1, en matériau magnétique, tel du fer doux, est solidaire en son centre d'un arbre 4, dont l'axe est confondu avec l'axe A de symétrie de l'embase 2 ; ledit arbre 4, en matériau amagnétique, tel de l'aluminium, est ainsi solidaire du barreau 3 au niveau de l'une de ses extrémités, et peut pivoter librement au centre de l'embase 2, au niveau de son autre extrémité.

Une certaine distance D sépare le barreau 3 de la surface en regard du tore 1, voisine de l'épaisseur dudit barreau 3.

Deux aimants A1, A2, de forme parallélépipédique sont solidaires du barreau à chacune de ses extrémités, dont leur largeur est équivalente à la largeur du barreau 3, dont leur longueur est inférieure au quart de la longueur du barreau 3, et dont leur épaisseur est inférieure à la distance D qui sépare le barreau 3 de la surface en regard du tore 1 ; les deux aimants A1, A2, sont ainsi disposés sous le barreau 3, en regard de la surface supérieure du tore 1, et les polarités magnétiques sont de signe opposé.

Ainsi, le champ magnétique créé par les deux aimants Al, A2, se referme au travers le tore 1, en franchissant deux entrefers EFl, EF2, situés entre les aimants Ai, A2, et la surface en regard du tore 1, dont leur longueur respective est égale à la différence entre ladite distance D et l'épaisseur de l'aimant correspondant.

Compte tenu de l'épaisseur équivalente des deux aimants Al, A2, les deux entrefers EFI, EF2, seront de longueur équivalente, soit DEF. Cet entrefer, de longueur DEF, étant constant tout au long du parcours rotatif du barreau 3, aucune position préférentielle au repos ne sera observée.

Un conducteur électrique COs, de section circulaire, situé entre le tore 1 et le barreau rotatif 3, de diamètre inférieur à la susdite longueur Der, de l'entrefer,

repose sur la face supérieure dudit tore 1, en regard du barreau 3 et traverse de part en part l'ensemble constitué de l'embase 2, du tore 1 et du barreau rotatif 3 équipé des deux aimants Al, A2- Par ailleurs, le conducteur électrique COI est rendu solidaire, par un moyen approprié, du tore 1.

De manière à éviter l'arbre 4, ledit conducteur électrique COi comprend trois tronçons : - un premier tronçon Ti de longueur égale à la largeur du tore 1 et disposé radialement selon une direction AT, - un second tronçon T2, prolongeant le premier tronçon Tl, en forme de demi-cercle, de rayon sensiblement inférieur au rayon intérieur du tore 1, - un troisième tronçon T3, prolongeant le deuxième tronçon T2, de longueur égale à la largeur du tore 1 et disposé radialement selon la direction AT- Le conducteur électrique COI, étant parcouru par un courant électrique continu I, sous l'effet d'un champ magnétique H, une force F, dite de Laplace, s'exerce sur les susdits tronçons Tl, T3, égale à : F=Î-LAH, L étant la longueur de chacun des tronçons Tl, T3.

Les tronçons Tl ou T2 étant orthogonaux à la direction du champ magnétique H, la force F est normale au plan défini par la direction du courant continu I traversant les tronçons Tl et T2 ; elle est donc située dans le plan contenant les trois tronçons Tl, T2 et T3 ; la direction de ladite force F est définie par la règle dite de Laplace.

Le conducteur électrique COI, étant parcouru par un courant électrique continu I, le barreau 1 étant amené au niveau des tronçons Tl et T3, les champs magnétiques H créés par les aimants Al, A2, de direction opposée compte tenu des polarités inverses desdits aimants Ai, A2, vont engendrés deux forces F, également de direction opposée, tendant à faire pivoter le barreau 1 dans un certain sens.

Inversement, en amenant le barreau 1 au niveau des tronçons Tl et T3, dans la direction opposée à celle précédemment définie, les deux forces F sont de directions opposées aux précédentes et tendent à faire pivoter le barreau 1 dans le sens opposé à celui précédemment constaté.

Ainsi le barreau 1 est soumis à des effets de répulsion simultanés et conjugués et se positionne selon une direction AB, perpendiculaire à la direction AT.

La force dite de Laplace F est proportionnelle à la longueur du conducteur électrique, parcouru par le courant continu I ; ainsi en disposant d'autres conducteurs CO2... COi... COn, de même forme que le conducteur COI, de manière juxtaposée dans un même plan, et en mettant en série lesdits conducteurs par des tronçons extérieurs au tore 1, on réalise une nappe de conducteurs COi... COi... COn, parcourue par le même courant continu I.

La force dite de Laplace devient égale à : F = n IL A H, n étant le nombre de tronçons soumis au champ magnétique H.

En considérant que le courant continu I se propage du tronçon Tl en direction du tronçon T3, après avoir traversé le tronçon T2, et que seuls les tronçons Tl et T3 sont dits"actifs", le susdit tronçon Tl est dit"entrant", et le susdit tronçon T3 est dit"sortant".

Ainsi, en d'autres termes, on peut considérer qu'en réalité les pôles magnétiques se positionnent pour"arroser"de leur flux autant de tronçons "entrants"que de tronçons"sortants", subissant de leur part des forces de même intensité mais de signes opposés, forces auxquelles ils ne peuvent échapper sans que l'une des forces deviennent prépondérante par rapport à l'autre.

De manière à pouvoir assurer une rotation complète du barreau rotatif 3 équipé des deux aimants Al, A2, il est nécessaire que tout au long de son trajet, chaque pôle ne survole que des tronçons actifs de même type, à savoir des tronçons entrants ou des tronçons sortants. Pour obtenir ce résultat, il suffit de prévoir au moins trois nappes identiques, superposées et décalées, l'une par rapport à l'autre, de manière en ce qu'en tout point du trajet, il n'y ait que des tronçons entrants ou que des tronçons sortants.

Ainsi un actionneur bipolaire sera constitué de trois nappes décalées de 120° "électrique", avec un recouvrement d'une nappe par rapport à la suivante, traversée par un courant de direction identique, de 60°"électrique", ladite nappe étant constituée d'un nombre égal de tronçons actifs entrants et de tronçons actifs sortants.

En effet, un tronçon actif entrant suivit d'un tronçon actif sortant génèrent un signal de 360°"électrique"sous un pôle exploré par les susdits tronçons.

D'une manière plus générale, plusieurs nappes identiques, situées dans un secteur restreint, pourront être juxtaposées, de manière à couvrir l'ensemble du tore 1, lesquelles nappes seront associées à un nombre identique de pôles.

Un tel type de bobinage peut être appliqué à toutes les structures connues de moteurs électriques, qu'elles soient à champ radial ou à champ axial ; néanmoins dans le cas présent, ce sont les stators qui comportent les bobinages et non les rotors, ces derniers comportant les pièces polaires.

Il est ainsi permis de concevoir des machines électriques à courant continu sans balai, sans collecteur, moyennant une commutation externe des bobinages du stator ; lesquelles machines pourront être tournantes ou linéaires.

La commutation des bobinages doit s'effectuer d'une manière séquentielle ; ainsi dans le cas de trois nappes décalées de 120°"électrique"pour une alimentation triphasée, avec un recouvrement d'une nappe par rapport à la suivante, traversée par un courant de direction identique, de 60°"électrique", la première nappe sera alimentée, puis la seconde puis la troisième ; l'intervalle séparant les susdites alimentations et la durée des susdites alimentations sont fonction du temps de glissement effectué par le rotor en passant d'une nappe à la suivante.

Le même raisonnement peut être appliqué au cas d'une alimentation biphasée ; deux nappes sont décalées de 90°"électrique", avec un recouvrement d'une nappe par rapport à la suivante, traversée par un courant de direction identique, de 45°"électrique".

Avantageusement, un actionneur électrique bobiné avec trois circuits complets constitue un moteur synchrone triphasé qui peut être alimenté directement sans artifice externe par un réseau triphasé.

Le même raisonnement peut être appliqué au cas d'une alimentation biphasée permettant d'alimenter un moteur synchrone biphasé.

Par ailleurs, un ensemble comprenant un seul circuit (juxtaposition de secteur à secteur d'une seule nappe de conducteurs), constitue un actionneur de couple pulsé particulièrement adapté à l'aide au pédalage d'une bicyclette.

Avantageusement, cette structure résout le problème du démarrage"moteur non excité"et permet le dosage simple du couple pulsé nécessaire étant donné que la suppression d'une impulsion sur deux, ou sur trois, ou sur quatre, etc.

est aisée de mise en oeuvre ; ce type de modulation de l'alimentation électrique permet ainsi d'afficher, non pas une vitesse, mais un couple moyen adapté aux différents régimes de l'aide au pédalage d'une bicyclette (positions : plaine, faible pente, forte pente).

Lesdites nappes étant affectées dans l'ordre des références 1,2, 3, pour une même polarité de la source d'alimentation en courant continu, la séquence d'alimentation des nappes sera 1,2, 3 pour un sens de rotation, et 1,3, 2 pour le sens de rotation opposé.

D'autres systèmes permettant la commutation de l'alimentation des nappes pourront être envisagés : - un système comprenant deux bagues concentriques sur un support isolant, solidaires de l'arbre du rotor, dont l'une est continue amenant l'alimentation électrique prélevée par un balai en contact permanent, avec un autre balai en contact avec la seconde bague, laquelle est interrompue en tronçons dont le nombre est égal au nombre de pôles multipliés par trois dans le cas de bobinages identiques, superposés et décalés, alimentés en triphasé, - un système à bobinage dit de"lecture", très étroit, situé au niveau de chaque point de commutation des nappes, donnant des signaux pouvant être exploités par un système compteur-décompteur, lequel pilote la commutation du circuit d'alimentation.

Cette solution est particulièrement adaptée aux faibles vitesses de rotation.

Il est connu, par ailleurs, que d'autres systèmes de commutation existent, notamment ceux exploitant les capteurs à effet Hall, les capteurs photoélectriques,...

Dans l'exemple, représenté sur la figure 3,

une première paire d'aimants Ai, Ar, de polarité magnétique opposée, lesquels aimants A1, Al sont solidaires d'une poutre Pl, en matériau magnétique, tel du fer doux, 'une deuxième paire d'aimants A2, A2', de polarité inverse, lesquels aimants A2, A2 sont solidaires d'une poutre P2, en matériau magnétique, tel du fer doux, sachant que : 'les deux poutres Pl, P2, disposées parallèlement, sont distantes d'une distance L, désignée comme étant le pas inter pôles, # les polarités des aimants Ai, A2 sont de polarité magnétique opposée, de même par conséquent concernant les aimants Ar, A2'.

Par ailleurs, quatre nappes Nl, N2, Nl, N2, de tronçons parcourus par un courant continu I, sont disposées dans un plan parallèle à celui défini par les deux poutres Pl, P2, en regard des susdits aimants A1, A2, Al, A2', les tronçons, constituant les nappes Nl, N2, NI,, N2', étant parallèles aux poutres Pl, P2, et distants des susdits aimants A1, A2, A1', A2', d'une distance DEF.

D'autre part les sens du courant continu I, parcourant lesdites nappes Nl, N2, N1', N2', est défini pour chacune desdites nappes en fonction de la polarité magnétique de l'aimant en regard de la nappe correspondante.

En effet, le sens du courant parcourant la nappe est tel que les forces, dites de Laplace, engendrées par le champ magnétique créé par l'aimant correspondant, sont toutes dans la même direction, sachant qu'elles sont perpendiculaires au plan défini par le champ magnétique H et le tronçon parcouru par le courant continu I.

En d'autres termes, les quatre couples aimant/nappe concourent à créer des forces dites de Laplace dirigées toutes dans la même direction, provoquant ainsi une effort global de répulsion entre l'ensemble constitué des deux

poutres Pl, P2, et des quatre aimants Al, A2, Al, A2 d'une part, et l'ensemble constitué des quatre nappes Ni, N2, N1', N2, d'autre part.

Afin d'améliorer l'effet d'induction créé par le champ magnétique des susdits aimants Ai, A2, Al, A2', des tôles, en matériau magnétique, tel du fer doux, seront disposées entre les tronçons constituant les nappes, parallèlement au plan défini par le champ magnétique H et le tronçon parcouru par le courant continu I ; ainsi le champ magnétique se referme entre les poutres et les tôles en regard ; par ailleurs elles permettent de loger, non pas un seul tronçon, mais une nappe constituée d'une pluralité de tronçons, disposés parallèlement au premier tronçon situé en regard de l'aimant correspondant, et à distance croissante dudit premier tronçon en fonction du remplissage de l'espace entre les deux tôles consécutives.

Avantageusement, on utilisera des tôles FeSi à grains orientés dans le cas de machines électriques tournantes dont le rotor est équipé d'aimants permanents.

La longueur desdites tôles sera identique à la longueur desdites poutres Pl, P2 ; la largeur sera définie par la structure mécanique choisie et les caractéristiques électromagnétiques du dispositif ; l'épaisseur sera également fonction des caractéristiques électromagnétiques du dispositif.

La distance séparant le rebord des tôles en regard des aimants est égale à DEF ; cette distante est définie comme étant l'entrefer séparant les pôles magnétiques de l'inducteur constitué des poutres Pl, P2 et des aimants Al, A2, Ar, A2 d'une part, et de l'induit constitué des nappes Nl, N2, NI,, N2 et des tôles séparant lesdites nappes d'autre part.

De manière à permettre l'alimentation électrique des différents tronçons actifs avec le même courant continu I, et ce en respectant les conditions de cohérence des forces dites de Laplace, de sorte qu'elles concourent toutes dans

le même sens, lesdites tôles seront en forme de U ; les sommets des branches du U sont en regard des aimants, l'intervalle entre les deux branches du U est équivalent à la distance séparant les aimants solidaires d'une même poutre.

Ainsi, l'espace séparant les deux branches du U, permet de relier les tronçons parcourus par le courant continu 1 dans la même direction, le décalage entre les tronçons concernés étant sensiblement équivalent au pas inter pôles, c'est- à-dire à la distance séparant les deux poutres Pl, P2.

Dans l'exemple, représenté sur la figure 4, trois groupes A, B, C de huit tôles 1,2, 3,4, 5,6, 7,8 en U, parallèle entre elles, constituent un secteur d'induit, permettant de définir un exemple de bobinage respectant les conditions de cohérence définies précédemment.

Les vingt quatre tôles sont repérées lA, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A, 1B, 2B, 3B, 4B, 5a, 6B, 7B, 8B, 1C, 2C, 3C, 4C, 5C, 6C, 7C, 8C.

Chacune des susdites tôles comprend deux branches séparées d'un intervalle précédemment défini ; ainsi un même conducteur électrique peut passer entre les premières branches de deux tôles consécutives puis entre les deuxièmes branches d'autres tôles consécutives.

La distance entre lesdites premières branches des deux premières tôles consécutives et lesdites deuxièmes branches des deux deuxièmes tôles consécutives est sensiblement égale au pas inter pôles ; dans le cas présent le pas inter pôle est équivalent à la longueur de l'empilement de tôles d'un même groupe, soit A ou B ou C.

Ainsi un conducteur électrique COI est enroulé autour des tôles en passant dans chaque intervalle séparant deux tôles consécutives comme suit : - en entrant, passage du conducteur COI entre les deux premières branches des tôles 2s et 3B, - passage entre les deux deuxièmes branches des tôles 2c et 3c, - passage entre les deux deuxièmes branches des tôles 8B et lé,

- passage entre les deux premières branches des tôles 8A et la, - passage entre les deux premières branches des tôles 3B et 4B, - passage entre les deux deuxièmes branches des tôles 3c et 4C, - passage entre les deux deuxièmes branches des tôles 7B et 8B, - passage entre les deux premières branches des tôles 7A et 8A, et ainsi de suite, le conducteur électrique sortant entre les premières branches des tôles 2A et 3A ; cet ensemble constitue un premier bobinage.

Un second conducteur C02 est enroulé de la même manière que précédemment en entrant entre les deux premières branches des tôles 2c et 3c et suivant un cheminement identique au précédent pour constituer un second bobinage.

On s'aperçoit que ce type de bobinage, à partir d'un seul conducteur électrique COI, C02, génère des tronçons actifs groupés par sept, chaque groupe étant séparé par un intervalle entre deux tôles consécutives, et dont les directions du courant circulant dans lesdits tronçons sont conformes aux conditions de cohérence définies précédemment.

En effet, concernant le premier conducteur COI, le bobinage obtenu permet d'obtenir : au niveau des premières branches : - sept tronçons entrants : entre 2B et 3B, entre 3B et 4B, entre 4B et 5B, entre 5B et 6B, entre 6B et 7B, entre 7B et 8B, entre 8B et le, - sept tronçons sortants :

entre 2A et 3A, entre 3A et 4A, entre 4A et 5A, entre 5A et 6A, entre 6A et 7A, entre 7A et 8A, entre 8A et la. an niveau des deuxièmes branches : - sept tronçons entrants : entre 2B et 3B, entre 3B et 4B, entre 4B et 5B, entre 5B et 6B, entre 6B et 7B, entre 7B et 8B, entre 83 et lc, - sept tronçons sortants : entre 2c et 3c, entre 3c et 4c, entre 4c et 5c, entre 5c et 6c, entre 6c et 7c, entre 7c et 8C, entre 8c et la suivante.

Bien entendu le nombre de huit branches est donné à titre d'exemple, permettant de définir le cheminement du conducteur électrique COI entre les tôles constituant l'induit ; ce nombre est fonction de la structure choisie, définie notamment par la distance inter pôles et l'épaisseur des tôles.

L'avantage de ce type de bobinage est de permettre la réalisation de boucles en huit translaté d'un demi secteur, ainsi que le rapprochement des branches du U, et par conséquent la diminution des dimensions des tôles et de leur poids. Par ailleurs, dans le cas de forts courants, et notamment pour la réalisation de machines tournantes, il sera possible de positionner les conducteurs électriques dans un premier temps puis d'insérer les tôles dans les espaces réservés adéquats.

Par ailleurs, l'alimentation séquentielle d'un premier bobinage, puis du second bobinage permet ainsi à chaque pôle de survoler des tronçons actifs de même type, à savoir des tronçons entrants ou des tronçons sortants et ainsi de produire un effet de répulsion de proche en proche, lequel effet de répulsion provoque le déplacement de l'induit par rapport à l'inducteur.

Ainsi l'association d'une pluralité de conducteurs d'excitation ou induit bobiné et de deux paires de pôles magnétiques de polarité alternée, disposées respectivement dans deux parties d'extrémité longitudinales orientées parallèlement à l'axe de rotation d'une machine tournante ou perpendiculairement à la direction de déplacement d'une machine linéaire, de sorte que le flux magnétique circule sensiblement selon le plan médian de chacune des deux susdites parties d'extrémité, sachant que la pluralité de conducteurs ont des parties actives s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe de rotation d'une machine tournante ou perpendiculairement à la direction de déplacement d'une machine linéaire, et déposées entre des tôles minces espacées étroitement, lesquelles sont disposées parallèlement aux deux plans médians des susdites parties d'extrémité, de sorte que le flux magnétique généré par les susdites paires de pôles magnétiques circulant dans les susdits plans médians se referme dans les tôles minces formant l'induit bobiné, sachant que la pluralité de conducteurs d'excitation ou induit bobiné et des paires de pôles magnétiques forment des circuits magnétiques à entrefers dans

lesquels le flux magnétique circule sensiblement selon le plan médian des susdites parties d'extrémité, constitue le dispositif actionneur ou générateur, à excitation permanente multipolaire, et à courant continu ou commuté, réagissant à la force de répulsion magnétique selon l'invention.

L'intégration de plusieurs actionneurs ou générateurs, tels que décrits précédemment pourra constituer un premier exemple de machine tournante.

Dans l'exemple représenté sur les figures 5 et 6, la machine tournante est constituée d'une culasse externe 1 qui forme une cage globalement cylindrique et constitue une sorte de stator externe ST.

A l'intérieur de la culasse, un noyau interne est monté rotatif autour d'un axe central A ; ledit noyau interne comprend un arbre 2, monté en rotation sur deux paliers 3,4, à glissement ou à roulement, et immobilisé en translation ; ledit noyau constitue une sorte de rotor interne RO.

Le susdit noyau interne est constitué d'un cylindre 5 entourant le susdit arbre 2, lequel cylindre 5 est réalisé en matériau amagnétique, tel de l'aluminium ; des cavaliers magnétiques 6, solidaires dudit cylindre 5, sont disposés suivant des génératrices sur le pourtour du cylindre 5.

Chaque cavalier 6 comprend une poutre 7, en matériau magnétique présentant une perméabilité élevée, tel du fer doux, et deux aimants Ai, A2, de polarité magnétique opposée, lesquels aimants Al, A2, sont solidaires de la poutre 7, au niveau de chacune de ses extrémités. La conception des aimants permet d'obtenir une très forte aimantation avec des aimants de masse et de dimensions réduites. L'adoption de tels aimants puissants et légers permet avantageusement d'envisager de disposer les pôles d'aimantation permanente sur la partie rotative de la machine tournante avec une inertie réduite.

La culasse 1 porte au niveau de son pourtour intérieur, une série de tôles 8 en forme de U, disposées radialement comme des ailettes rayonnantes ; chaque

tôle 8 est disposée suivant un demi-plan sagittal, c'est-à-dire un demi-plan radial passant par l'axe A ; lesdites tôles 8 sont réalisées en matériau magnétique présentant une perméabilité la plus élevée possible, comme des tôles en fer étamé ou en ferrite ; selon une variante, les tôles 8 sont en alliage fer silicium à grains orientés. Les tôles 8 en forme de lettre U, ont leurs deux branches du U dirigées vers l'axe A. De même, les susdits cavaliers magnétiques 6, constitués des poutres 7 et des aimants Al, A2, situés à chaque extrémité desdites poutres 7, ont une forme de lettre U, les deux branches du U étant dirigées vers les tôles 8.

Les longueurs des tôles 8, suivant l'axe A, sont équivalentes aux longueurs des poutres 7 ; la largeur de chacune des branches du U desdites tôles 8 est égale à la longueur des aimants Al, A2, disposés aux extrémités des poutres 7 ; ainsi les deux branches polaires de chaque cavalier magnétique 6 du rotor RO sont disposées vis-à-vis des deux extrémités correspondantes des tôles 8 du stator ST ; la distance radiale qui sépare l'extrémité des branches du U des tôles 8 et la face libre des aimants Ai, A2, constitue l'entrefer entre le rotor RO et le stator ST ; cet entrefer est par conséquent égale à la moitié de l'écart entre le diamètre interne de l'induit que constitue le stator ST, et le diamètre extérieur de l'inducteur que constitue le rotor RO.

Entre les différentes tôles, des tronçons actifs 9 sont disposés sensiblement parallèlement à l'axe A et remplissent l'espace tronconique défini par les deux tôles adjacentes, le diamètre interne de l'induit que constitue le stator ST, et le diamètre interne de la culasse 1. Lesdits tronçons sont réalisés à partir d'un bobinage d'un conducteur électrique, lequel bobinage pourra être réalisé d'une manière identique à celle décrite précédemment. Ainsi les nappes de conducteurs électriques sont bobinées autour des premières et deuxièmes branches du U que constituent les tôles 8.

Avantageusement, il est prévu que le bobinage soit effectué à partir d'un outil de positionnement des conducteurs électriques et par voie de conséquence des fines tôles, actionneur par actionneur, une résine imprégnant au moins partiellement les fines tôles d'induit dans le stator ST, le susdit outil étant préalablement ôté.

En effet, la réduction de l'épaisseur des tôles 8 empêche avantageusement l'apparition de courants de Foucault générateurs de pertes énergétiques dues aux variations spatiale et/ou temporelle du flux magnétique dans une masse conductrice électriquement.

Selon une variante, plusieurs tôles très minces sont accolées en groupe pour constituer une tôle feuilletée d'épaisseur plus importante.

Selon une variante, la branche centrale du U que constitue les tôles 8, pourra être renforcée par une entretoise située sur une face de chacune des tôles et dont l'épaisseur est équivalente à la distance entre deux tôles successives, ou par une entretoise comportant une fente dans laquelle se loge la tôle et dont l'épaisseur est équivalente au pas entre deux tôles successives. Chacune de ces entretoises, de longueur supérieure à la tôle associée, permettant ainsi la mise en butée de ladite tôle, est en contact thermique avec la surface interne de la culasse 1 ; le matériau qui les constitue est de préférence en matériau magnétique, fer pur ou ferrite et permet ainsi de limiter la saturation de l'induction magnétique au niveau de la périphérie des tôles 8.

Ainsi selon ce premier mode de réalisation, chaque association d'un cavalier magnétique 6 du rotor RO, ou inducteur, et de au moins une tôle plane 8 du stator ST, ou induit, forme un circuit magnétique comportant deux entrefers dans lesquels le flux magnétique circule radialement.

Il est prévu selon l'invention, que les cavaliers qui se succèdent à la périphéries du cylindre 5, présentent des aimantations alternées, c'est-à-dire

que le cavalier 6 présentant une face Nord et une face Sud, est suivi et précédé par des cavaliers présentant une face Sud et une face Nord, et ainsi de suite ; d'autres dispositions d'aimantation peuvent être adoptées, par exemple une alternance d'aimantation de deux cavaliers en deux cavaliers ou une période de plusieurs cavaliers.

Le dispositif selon l'invention, comporte donc un nombre pair P = 2 N de cavaliers magnétiques 6, chaque cavalier comportant une paire de pôles opposés Nord et Sud. Le dispositif comporte donc un nombre de pôles égal à : 2 P = 4 N ; ce nombre et cette disposition polaire définissent des secteurs angulaires au nombre de P = 2 N.

Dans l'exemple représenté sur la figure 7, la machine tournante est constituée d'une culasse externe 1 qui forme une cage globalement cylindrique et constitue une sorte de stator externe ST.

A l'intérieur de la culasse, un noyau interne est monté rotatif autour d'un axe central A ; ledit noyau interne comprend un arbre 2, monté en rotation sur deux paliers 3,4, à glissement ou à roulement, et immobilisé en translation ; ledit noyau interne constitue une sorte de rotor interne RO.

Le susdit noyau interne est constitué d'une pluralité de montants 5, s'étendant radialement et prolongés de bras 6, s'étendant axialement. Chaque ensemble constitué d'un montant 5 et d'un bras 6, en forme de lettre L renversé, solidaire de l'arbre 2, constitue une pièce polaire PO, réalisée en matériau magnétique présentant une perméabilité élevée, tel du fer doux.

L'intégration d'une pluralité de pièces polaires PO de masse réduite et de forte perméabilité magnétique, disposées d'une manière rayonnante sur le pourtour de l'arbre 2, dans l'espace annulaire défini par la culasse 1, autorise la constitution d'une partie rotative de la machine tournante avec une inertie réduite.

La culasse 1 porte au niveau de la face opposée aux bras 5 du noyau interne, une série de tôles 7 en forme de lettre L, disposées radialement comme des ailettes rayonnantes ; chaque tôle 7 est disposée suivant un demi-plan sagittal, c'est-à-dire un demi-plan radial passant par l'axe A ; lesdites tôles 7 sont réalisées en matériau magnétique présentant une rémanence la plus faible possible, comme des tôles en fer étamé ou en ferrite ; selon une variante, les tôles 7 sont en alliage fer silicium à grains orientés. Les tôles 7 en forme de lettre L, ont leur montant du L dirigé radialement et leur base du L dirigée axialement.

Avantageusement, lesdites tôles en forme de lettre L seront réalisées à partir d'une tôle de forme rectangulaire constituant la base du L, laquelle est pincée dans une tôle pliée suivant un axe perpendiculaire à l'axe A, celle-ci constituant le montant du L.

Ainsi la lettre L que constituent les pièces polaires PO, et la lettre L que constituent les tôles 7 sont symétriques autour d'un pôle sensiblement centré dans la section rectangulaire interne formé par la culasse 1, autour de l'arbre 2.

Les longueurs des tôles 7, suivant l'axe A, sont sensiblement plus faibles que les longueurs des bras 6 des pièces polaires PO ; les hauteurs des tôles 7 sont sensiblement plus faibles que les longueurs des montants 5 des pièces polaires PO ; la distance radiale qui sépare l'extrémité des tôles 7 des bras 6, constitue un premier entrefer entre le rotor RO et le stator ST ; la distance axiale qui sépare l'extrémité des tôles 7 des montants 5, constitue un second entrefer entre le rotor RO et le stator ST.

Des nappes de conducteurs électriques sont bobinées autour des montants des lettres L que constituent les tôles 7 ; ainsi des tronçons actifs 8 sont disposés sensiblement parallèlement à l'axe A et remplissent l'espace tronconique défini par les deux tôles adjacentes, le diamètre externe de l'induit que

constitue l'ensemble des tôles 7, et la longueur interne du montant du L que constituent les tôles 7 ; bien entendu un espace entre les tôles 7 et la face interne correspondante de la culasse 1 est prévu pour permettre le bobinage des nappes de conducteurs électriques. Par ailleurs le bobinage desdites nappes pourra être réalisé d'une manière identique à celle décrite précédemment.

Avantageusement, l'ensemble des tôles 7 et des nappes de conducteurs électriques sera imprégné par une résine et rendu solidaire de la susdite face interne de la culasse 1 ; bien entendu, la réduction de l'épaisseur des tôles 7 empêche avantageusement l'apparition de courants de Foucault.

Par ailleurs, un second bobinage 9, dit d'excitation, est réalisé dans le volume torique, de section rectangulaire, situé dans l'espace laissé disponible entre les pièces polaires PO d'une part, et l'ensemble des tôles 7 et des nappes de conducteurs électriques qui constituent l'induit d'autre part. Ledit bobinage 9 est constitué de spires circulaires centrées autour de l'axe A ; il est par ailleurs solidaire du susdit induit et constitue un inducteur ; en effet, il génère un champ magnétique essentiellement axial, lequel champ magnétique se referme par les montants 5, les bras 6 et traverse les tronçons actifs 8 dans une direction perpendiculaire auxdits tronçons actifs 8, tout en étant contenu dans le demi-plan sagittal passant par l'axe A.

En comparant la structure proposée selon le premier mode de réalisation et celle constituant le second mode de réalisation, compte tenu de la présence d'un seul bobinage inducteur 9, il convient de supprimer une pièce polaire PO sur deux ; tous les pôles en déplacement sur une même face des tôles 7 devant porter la même polarité. Ceci pourrait provoquer une diminution de l'efficacité de la machine tournante ; il convient néanmoins de remarquer que le champ magnétique d'un inducteur bobiné est voisin du double de celui généré par des aimants permanents performants.

Compte tenu de la structure de l'inducteur constitué du bobinage 9, on peut considérer que ladite structure est celle d'une machine tournante unipolaire.

Selon une variante, les susdites tôles 7 pourront être en forme de lettre 1 ; selon une autre variante, les susdites tôles 7 pourront être en forme de lettre U ; selon cette dernière variante, la machine tournante sera bipolaire.

Dans l'exemple représenté sur la figure 8, la machine tournante est constituée d'une culasse externe 1 qui forme une cage globalement cylindrique et constitue une sorte de stator externe ST.

A l'intérieur de la culasse, un noyau interne est monté rotatif autour d'un axe central A ; ledit noyau interne comprend un arbre 2, monté en rotation sur deux paliers 3,4, à glissement ou à roulement, et immobilisé en translation ; ledit noyau interne constitue une sorte de rotor interne RO.

Le susdit noyau interne est constitué d'une pluralité de pièces polaires PO solidaires de l'arbre 2, en forme de lettre T, réalisées en matériau magnétique présentant une perméabilité élevée, tel du fer doux.

L'intégration d'une pluralité de pièces polaires PO de masse réduite et de forte perméabilité magnétique, disposées d'une manière rayonnante sur le pourtour de l'arbre 2, dans l'espace annulaire défini par la culasse 1, autorise la constitution d'une partie rotative de la machine tournante avec une inertie réduite.

Dans les deux volumes, laissés disponibles, entre les pièces polaires PO et l'espace interne de la culasse 1, deux ensembles, constitués chacun de tôles 7a, 7b en forme de lettre L comportant des nappes de conducteurs électriques 8a, 8b et d'un bobinage d'excitation 9a, 9b de forme torique, sont disposés symétriquement de part et d'autre du montant 5 de la lettre T que constituent les pièces polaires PO.

Ainsi chacun des susdits ensembles est de structure équivalente à celle décrite précédemment concernant le deuxième mode de réalisation, et est disposé de manière symétrique par rapport à un plan médian, perpendiculaire à l'axe A, défini par le montant de la lettre T que constituent les pièces polaires PO.

On peut considérer que la susdite structure est celle d'une machine tournante unipolaire double.

Selon une variante, l'arbre 2 pourra comporter un alésage et un moyen conventionnel d'entraînement en rotation ; cette variante constitue une structure dite"pancake" ; dans ce cas, l'arbre 2 est rendu solidaire d'un arbre d'entraînement externe par rapport à la machine tournante, le stator ST étant lui-même solidaire de la structure externe par rapport à la machine tournante.

On peut observer que dans tous les modes de réalisation de l'invention, la disposition des tronçons actifs des conducteurs électriques dans un demi-plan radial entre les tôles et dans une direction perpendiculaire au champ magnétique inscrit également dans le demi-plan radial, permet d'obtenir de façon essentielle une force motrice tangentielle à la direction de rotation, ce qui maximalise l'efficacité de la machine tournante.

Diverses dispositions et interconnexions de nappes conductrices peuvent être envisagées, telle qu'une succession de nappes décalées progressivement et alimentées séquentiellement pour déplacer progressivement la polarité du stator, ou bien une interconnexion des nappes en série ou en parallèle.

Le dispositif actionneur électrique ou générateur électrique selon l'invention est destiné à fonctionner en courant continu ou éventuellement en courants découpés en créneaux à l'instar d'un actionneur pas à pas.

Il est donc prévu d'ajouter des moyens de commutation permettant d'inverser le sens de circulation des courants dans les nappes de conducteurs.

Les moyens de commutation peuvent être constitués par un système de bagues et de balais de type connu, par des commutateurs à semi-conducteurs ; de tels systèmes sont connus de l'homme de métier et ne seront pas décrits plus amplement.

En fonctionnement, les nappes de tronçons actifs 8,9 entourant les tôles 7,8 sont parcourus par des courants opposés et sont plongés dans des champs magnétiques opposés générés par les pôles Nord et Sud des pièces polaires PO, ce qui génère des forces tangentielles, dirigées dans une même direction, si bien que le noyau interne de l'actionneur électrique est mis en mouvement.

Le rotor ayant effectué une rotation angulaire correspondant au pas angulaire séparant deux pièces polaires PO, le système de commutation inverse le sens des courants dans les tronçons actifs 8,9, les forces tangentielles générées sont toujours dirigées dans la même direction, compte tenu de la double inversion du sens des champs magnétiques générés par les pièces polaires PO et des courants dans les tronçons actifs 8,9 ; ainsi le mouvement de rotation du noyau interne de l'actionneur électrique est entretenu.

Alternativement, le noyau interne peut être immobilisé alors que la culasse externe 1 est montée libre en rotation sur les paliers 3,4. De façon curieuse, l'actionneur électrique ou le générateur électrique seront à culasse externe 1 rotative ou à rotor externe.

Diverses dispositions connues de l'homme de métier permettent alors de faire fonctionner un tel moteur à vitesse constante, variable, progressive ou en mode de fonctionnement pas à pas en commutant convenablement la polarité des courants dans les conducteurs.

Dans le cas d'un générateur électrique, le rotor interne étant entraîné extérieurement en rotation, les courants générés dans les tronçons actifs seront collectés par un système de bagues et de balais ou un système équivalent.

Un tel générateur peut fonctionner aussi bien selon le principe magnétoélectrique, tel par exemple selon le premier mode de réalisation décrit précédemment, ou selon le principe dynamométrique, tel par exemple selon les deuxième et troisième modes de réalisation également décrits précédemment.