La présente invention concerne un actionneur électromagnétique monophasé rotatif.
On connaît dans l'état de la technique des actionneurs électromagnétique monophasé à couple dû au courant constant sur la plus grande partie de la course utile.
De tels actionneurs sont par exemple décrits dans les demandes de brevet
Pour certaines applications, notamment pour la commande de vannes de recirculation ou d'admission d'air, il est souhaitable que l'actionneur retourne dans une position de repos déterminée.
Pour réaliser cette fonction, les actionneurs à couple dû au courant constant de l'état de la technique sont en général couplés dans leurs applications avec un ressort de rappel qui permet, en cas de coupure de l'alimentation électrique de l'actionneur, de refermer complètement la vanne d'admission d'air pour couper l'alimentation en air du moteur thermique. Un tel ressort de rappel est encombrant, présente des risques de rupture et son couple de rappel doit être réglé par rapport à la position de la vanne.
La fermeture complète de la vanne en cas d'incident électrique pose par ailleurs des problèmes. En effet, il serait préférable de maintenir une légère ouverture de la vanne d'admission d'air, afin de permettre le retour du véhicule en mode dégradé jusqu'au garage le plus proche et d'éviter à la vanne de coller au corps de la vanne en cas de gel, et enfin de permettre un réglage du régime de ralenti par l'actionneur principal autour d'une position d'ouverture d'environ 10°. Cette dernière caractéristique permet d'éviter la réalisation d'une dérivation d'air avec un actionneur supplémentaire de réglage de ralenti.
Cette fonction est réalisée actuellement avec deux ressorts mécaniques extérieurs à l'actionneur, montés en opposition, l'ouverture étant réglée par des butées. Un tel mécanisme est encombrant, coûteux et difficile à régler.
L'objet de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un actionneur comportant des moyens de retour en position de repos simple, peu coûteux, et ne nécessitant pas de réglage.
A cet effet, l'actionneur selon l'invention comporte un organe fixe constitué par un circuit statorique excité par au moins une bobine électrique, et un organe mobile en rotation comportant un aimant mince présentant 2N paires de pôles magnétiques aimantés en sens alterné. L'actionneur comporte en outre des moyens de rappel pour ramener l'organe mobile dans une position angulaire de repos prédéterminée constitués par un aimant auxiliaire mince de rappel disposé dans l'entrefer, présentant 2N paires de pôles magnétiques aimantés en sens alterné et solidaires des pôles statoriques.
Selon une première variante, les pôles rotoriques et les pôles magnétiques de l'aimant auxiliaire de rappel sont en forme de secteurs annulaires minces.
Selon une deuxième variante, les pôles rotoriques et les pôles magnétiques de l'aimant auxiliaire de rappel sont de forme tubulaire.
De préférence, l'aimant auxiliaire de rappel est collé sur les pôles statoriques dans une position telle que la position d'équilibre sans courant du rotor corresponde à la position sans courant recherchée.
Selon un mode de réalisation particulier, le rotor coopère avec l'organe fixe par l'intermédiaire d'une butée à bille limitant le déplacement du rotor en direction de l'organe fixe. La butée à bille est sensiblement coplanaire avec le plan passant par l'extrémité des pôles statoriques. Le disque magnétique à 2N pôles constituant l'aimant auxiliaire comporte un évidement central d'une section au moins égale à la section de la butée à bille.
Selon une variante, l'aimant rotorique est solidaire d'une culasse en un matériau magnétique doux.
Selon une autre variante, le stator comporte en outre une culasse de fermeture fixe réalisée en un matériau magnétique doux.
L'invention concerne également une vanne, en particulier vanne d'admission d'air pour un moteur à explosion, entraîné par un tel actionneur.
De préférence, l'aimant auxiliaire de rappel sera disposé de manière à ce que la position au repos corresponde à une ouverture partielle de l'admission d'air.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faisant référence aux figures annexées concernant un mode de réalisation non limitatif, où:
La
L'actionneur est composé par une partie fixe (1) et une partie mobile en rotation (2). La partie fixe (1) présente 4 pôles statoriques (3 à 6) en forme de secteurs annulaires excités chacun par une bobine électrique (7 à 10). Les pôles statoriques (3 à 6) sont prolongés par des noyaux entourés par les bobines électriques (7 à 10), ces noyaux étant solidaires d'une embase (11).
La structure statorique est connue et n'est pas exposée plus en détail.
La partie rotorique (2) comporte 4 pôles magnétiques formés par des aimants minces (12 à 15) en forme de secteurs annulaires aimantés en sens alternés, perpendiculairement au plan transversal des secteurs annulaires.
Dans l'exemple décrit, les secteurs aimantés (12 à 15) sont collés sur une culasse (16). Cette culasse est montée sur un axe non représenté.
L'actionneur comporte une deuxième série de secteurs annulaires aimantés (17 à 20) en sens alternés. Ces secteurs annulaires aimantés (17 à 20) forment un aimant auxiliaire de rappel collé sur les pôles statoriques (3 à 6).
Aussi longtemps que la transition entre deux pôles rotoriques adjacents reste en vis à vis de la surface d'un pôle statorique, l'actionneur fournira un couple du au courant constant et proportionnel au courant. La
Les courbes (70 à 72) correspondent au couple en fonction de la position, pour un courant de respectivement 1,5, 1 et 0,5 ampères. La courbe (31) représente le couple en l'absence de courant, pour un déplacement de l'organe rotatif (2) dans le sens trigonométrique. La courbe (32) représente le couple en l'absence de courant, pour un déplacement de l'organe rotatif (2) dans le sens anti-trigonométrique. Les courbes (74 à 76) correspondent au couple en fonction de la position, pour un courant respectivement de - 1,5, - 1 et - 0,5 ampères.
La
L'aimant auxiliaire (45) de rappel est collé sur les pôles statoriques.
La
La
L'actionneur est composé par un stator (60) excité par deux bobines électriques (61, 62) définissant une cavité cylindrique à l'intérieur de laquelle est placée un rotor (63) présentant deux aimants semi-tubulaires (64, 65) aimantés radialement en sens opposé. Ces aimants (64, 65) sont collés sur une culasse.
Le stator comporte deux aimants auxiliaires (66, 67) semi-tubulaires aimantés radialement en sens opposé logés dans la cavité centrale, dans l'entrefer tubulaire (68).
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