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FR3114654A1 - Rotation speed measuring device and landing gear fitted with such a device - Google Patents

Rotation speed measuring device and landing gear fitted with such a device Download PDF

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FR3114654A1
FR3114654A1 FR2009855A FR2009855A FR3114654A1 FR 3114654 A1 FR3114654 A1 FR 3114654A1 FR 2009855 A FR2009855 A FR 2009855A FR 2009855 A FR2009855 A FR 2009855A FR 3114654 A1 FR3114654 A1 FR 3114654A1
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FR
France
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rotor
studs
generator
pair
teeth
Prior art date
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FR2009855A
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French (fr)
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FR3114654B1 (en
Inventor
Jérôme Piaton
Blaise LAPÔTRE
Martin LAROCHE
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Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Safran Electronics and Defense SAS
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors

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Abstract

Dispositif de mesure comprenant une génératrice délivrant une tension alternative sinusoïdale de fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation de son rotor, et un multiplicateur de fréquence comportant : un rotor lié en rotation au rotor de la génératrice et pourvu de dents rotoriques ; un stator comprenant une première et une deuxième paire de plots dentés, les dents rotoriques présentant avec les dents statoriques de la première paire de plots un couplage magnétique opposé à celui desdites dents rotoriques avec les dents statoriques de la deuxième paire de plots ; un premier circuit électrique comprenant un bobinage d’excitation entourant dans un sens l’un des premiers plots et dans l’autre sens l’un des deuxièmes plots ; et un deuxième circuit électrique comprenant un bobinage de mesure entourant dans un même sens les premier et deuxième plots entourés par le bobinage d’excitation, les extrémités du premier circuit électrique étant reliées à la génératrice. FIGURE DE L’ABREGE : Fig.3Measuring device comprising a generator delivering a sinusoidal alternating voltage of frequency proportional to the speed of rotation of its rotor, and a frequency multiplier comprising: a rotor linked in rotation to the rotor of the generator and provided with rotor teeth; a stator comprising a first and a second pair of toothed studs, the rotor teeth having with the stator teeth of the first pair of studs a magnetic coupling opposite to that of said rotor teeth with the stator teeth of the second pair of studs; a first electrical circuit comprising an excitation winding surrounding one of the first pads in one direction and one of the second pads in the other direction; and a second electric circuit comprising a measurement winding surrounding in the same direction the first and second pads surrounded by the excitation winding, the ends of the first electric circuit being connected to the generator. ABRIDGE FIGURE: Fig.3

Description

Dispositif de mesure de vitesse de rotation et train d’atterrissage équipé d’un tel dispositifRotation speed measuring device and landing gear fitted with such a device

L’invention concerne un dispositif pour mesurer la vitesse de rotation d’un élément tournant et en particulier d'une roue d’un véhicule tel qu’un aéronef.The invention relates to a device for measuring the speed of rotation of a rotating element and in particular of a wheel of a vehicle such as an aircraft.

ARRIERE PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Il est connu d’équiper une roue freinée d’aéronef d’un tachymètre pour mesurer une vitesse de rotation de la roue et ainsi permettre une régulation du freinage de ladite roue.It is known to equip a braked aircraft wheel with a tachometer to measure a speed of rotation of the wheel and thus allow regulation of the braking of said wheel.

Un tel tachymètre comprend classiquement une génératrice agencée pour délivrer une tension alternative ayant une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue mesurée. De manière générale, la génératrice comporte une partie fixe destinée à être solidarisée à l'essieu sur lequel est montée la roue, et une partie tournante destinée à être entraînée en rotation par ladite roue. L'une des parties, en général la partie fixe, comporte un capteur magnétique adapté à coopérer avec une ou plusieurs paires de pôles magnétiques portées par l'autre partie pour générer la tension alternative.Such a tachometer conventionally comprises a generator arranged to deliver an alternating voltage having a frequency proportional to the speed of rotation of the measured wheel. In general, the generator comprises a fixed part intended to be secured to the axle on which the wheel is mounted, and a rotating part intended to be driven in rotation by said wheel. One of the parts, generally the fixed part, comprises a magnetic sensor adapted to cooperate with one or more pairs of magnetic poles carried by the other part to generate the alternating voltage.

Afin d’augmenter le rapport entre la vitesse de rotation de la roue et la fréquence de la tension alternative délivrée par la génératrice (et ainsi améliorer la précision du tachymètre), il est connu d’insérer, entre la roue et la génératrice, un train épicycloïdal agencé pour augmenter la vitesse de rotation de la partie mobile de ladite génératrice.In order to increase the ratio between the speed of rotation of the wheel and the frequency of the alternating voltage delivered by the generator (and thus improve the accuracy of the tachometer), it is known to insert, between the wheel and the generator, a planetary gear train arranged to increase the speed of rotation of the moving part of said generator.

Néanmoins, l’insertion d’un tel train épicycloïdal a pour effet de diminuer la fiabilité du tachymètre, les éléments d’engrenage constituant ledit train épicycloïdal étant notamment soumis à une usure due aux frottements entre lesdits éléments d’engrenage.Nevertheless, the insertion of such an epicyclic train has the effect of reducing the reliability of the tachometer, the gear elements constituting said epicyclic train being in particular subject to wear due to friction between said gear elements.

Une autre solution est d’augmenter le nombre de paires de pôles de la partie mobile de la génératrice, ce qui implique de diminuer les dimensions desdites paires de pôles. Une telle diminution peut cependant entraîner une diminution des performances de la génératrice due au fait qu’il n’est pas toujours possible de réduire l’entrefer entre la partie fixe et la partie mobile dans les mêmes proportions que les dimensions des paires de pôles.Another solution is to increase the number of pairs of poles of the mobile part of the generator, which involves reducing the dimensions of said pairs of poles. Such a reduction can however lead to a reduction in the performance of the generator due to the fact that it is not always possible to reduce the air gap between the fixed part and the mobile part in the same proportions as the dimensions of the pairs of poles.

OBJET DE L’INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION

L’invention a donc pour objet de proposer un dispositif pour mesurer, de manière fiable et précise, la vitesse de rotation d’un élément tournant.The object of the invention is therefore to propose a device for measuring, reliably and precisely, the speed of rotation of a rotating element.

A cet effet, on prévoit un dispositif de mesure d’une vitesse de rotation, comprenant une génératrice qui a un rotor et qui est agencée pour délivrer à des bornes une tension alternative sinusoïdale ayant une fréquence proportionnelle à une vitesse de rotation du rotor, et un multiplicateur de fréquence.To this end, a device for measuring a speed of rotation is provided, comprising a generator which has a rotor and which is arranged to deliver to the terminals a sinusoidal alternating voltage having a frequency proportional to a speed of rotation of the rotor, and a frequency multiplier.

Selon l’invention, le multiplicateur de fréquence comporte :According to the invention, the frequency multiplier comprises:

  • un rotor lié en rotation au rotor de la génératrice et pourvu de dents rotoriques ;a rotor linked in rotation to the rotor of the generator and provided with rotor teeth;
  • un stator comprenant une paire de premiers plots et une paire de deuxièmes plots, les premiers et deuxièmes plots étant identiques et comprenant au moins une dent statorique, les dents statoriques et les dents rotoriques étant agencées de manière à ce que les dents rotoriques présentent avec les dents statoriques des premiers plots un couplage magnétique opposé à celui desdites dents rotoriques avec les dents statoriques des deuxièmes plots ;a stator comprising a pair of first studs and a pair of second studs, the first and second studs being identical and comprising at least one stator tooth, the stator teeth and the rotor teeth being arranged so that the rotor teeth present with the stator teeth of the first studs a magnetic coupling opposite to that of said rotor teeth with the stator teeth of the second studs;
  • un premier circuit électrique qui comprend un bobinage d’excitation entourant dans un sens l’un des premiers plots et dans l’autre sens l’un des deuxièmes plots et qui est relié aux bornes de la génératrice ; eta first electrical circuit which comprises an excitation winding surrounding one of the first pads in one direction and one of the second pads in the other direction and which is connected to the terminals of the generator; And
  • un deuxième circuit électrique comprenant un bobinage de mesure entourant dans un même sens les premier et deuxième plots entourés par le bobinage d’excitation.a second electrical circuit comprising a measurement winding surrounding in the same direction the first and second pads surrounded by the excitation winding.

Le rotor de la génératrice et le rotor du multiplicateur sont destinés à être liés en rotation à l’élément tournant dont on souhaite mesurer la vitesse de rotation. Ainsi, lorsque le rotor est entraîné en rotation par l’élément tournant, la génératrice produit un courant ayant une tension alternative sinusoïdale dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation de son rotor. Ce courant circule dans le circuit d’excitation du multiplicateur en engendrant un premier flux magnétique parcourant la paire de premiers plots et un deuxième flux magnétique parcourant la paire de deuxièmes plots. Les premier et deuxième flux magnétiques opposés produisent alors aux extrémités du deuxième circuit électrique une tension de mesure ayant une fréquence égale à deux fois celle délivrée par la génératrice.The generator rotor and the multiplier rotor are intended to be linked in rotation to the rotating element whose rotational speed is to be measured. Thus, when the rotor is driven in rotation by the rotating element, the generator produces a current having a sinusoidal alternating voltage whose frequency is proportional to the speed of rotation of its rotor. This current circulates in the excitation circuit of the multiplier by generating a first magnetic flux traversing the pair of first pads and a second magnetic flux traversing the pair of second pads. The first and second opposite magnetic fluxes then produce at the ends of the second electrical circuit a measurement voltage having a frequency equal to twice that delivered by the generator.

Un tel multiplicateur électromagnétique permet ainsi de multiplier par deux le rapport entre la vitesse de rotation de la roue et la tension alternative délivrée par la génératrice tout en limitant l’usure du dispositif de mesure.Such an electromagnetic multiplier thus makes it possible to double the ratio between the speed of rotation of the wheel and the alternating voltage delivered by the generator while limiting the wear of the measuring device.

De manière particulière, la paire de premiers plots et la paire de deuxièmes plots se succèdent autour du rotor.In particular, the pair of first studs and the pair of second studs follow one another around the rotor.

De manière particulière, la paire de premiers plots et la paire de deuxièmes plots sont imbriquées l’une dans l’autre autour du rotor.In particular, the pair of first studs and the pair of second studs are nested one inside the other around the rotor.

De manière particulière, les premiers et deuxièmes plots sont reliés entre eux par une portion cylindrique en matériau magnétique.In particular, the first and second pads are interconnected by a cylindrical portion made of magnetic material.

Selon une caractéristique particulière de l’invention, un aimant permanent est monté sur le rotor de la génératrice qui comprend une partie fixe comportant une bobine agencée pour délivrer la tension alternative sinusoïdale résultant d’une variation de champ magnétique généré lorsque le rotor, et donc l'aimant permanent, tournent.According to a particular characteristic of the invention, a permanent magnet is mounted on the rotor of the generator which comprises a fixed part comprising a coil arranged to deliver the sinusoidal alternating voltage resulting from a variation of the magnetic field generated when the rotor, and therefore permanent magnet, rotate.

De manière particulière, le rotor du multiplicateur et le rotor de la génératrice sont montés sur un même arbre.In particular, the multiplier rotor and the generator rotor are mounted on the same shaft.

L’invention concerne également une roue montée sur un essieu équipé d’un tel dispositif de mesure.The invention also relates to a wheel mounted on an axle equipped with such a measuring device.

L’invention concerne aussi un train d’atterrissage comprenant au moins une telle roue.The invention also relates to a landing gear comprising at least one such wheel.

L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels :The invention will be better understood in the light of the following description, which is purely illustrative and not limiting, and must be read in conjunction with the appended drawings, among which:

la est une vue schématique partielle et en coupe axiale d’un train d’atterrissage pourvu d’un dispositif de mesure selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; there is a partial schematic view in axial section of a landing gear provided with a measuring device according to a particular embodiment of the invention;

la est une vue schématique en coupe radiale selon un plan II-II du dispositif de mesure illustré à la ; there is a schematic view in radial section along a plane II-II of the measuring device illustrated in ;

la est une vue schématique du dispositif de mesure illustré à la ; there is a schematic view of the measuring device shown in ;

la représente sur un même graphique le flux magnétique parcourant la paire de premiers plots, le flux magnétique traversant la paire de deuxièmes plots et le flux magnétique capté par le deuxième circuit électrique ; there represents on the same graph the magnetic flux passing through the pair of first pads, the magnetic flux passing through the pair of second pads and the magnetic flux picked up by the second electric circuit;

la représente sur un même graphique la tension aux bornes de la portion du bobinage d’excitation entourant l’un des premiers plots, la tension aux bornes de la portion du bobinage d’excitation entourant l’un des deuxièmes plots et la tension aux extrémités du deuxième circuit électrique. there represents on the same graph the voltage at the terminals of the portion of the excitation winding surrounding one of the first pads, the voltage at the terminals of the portion of the excitation winding surrounding one of the second pads and the voltage at the ends of the second electrical circuit.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

En référence à la , l’invention est ici décrite en application à la mesure de la vitesse de rotation d’une roue R d’un train d’atterrissage d’aéronef.With reference to the , the invention is described here in application to the measurement of the speed of rotation of a wheel R of an aircraft landing gear.

Le train d’atterrissage comprend classiquement une jambe dont une extrémité opposée à l’aéronef est pourvue d’un essieu E. L’essieu E reçoit la roue R dont seule une portion est illustrée. La roue R est guidée en rotation sur l’essieu E par des roulements O pour permettre une rotation de ladite roue R autour d’un axe X confondu avec un axe de symétrie de l’essieu E.The landing gear conventionally comprises a strut whose one end opposite the aircraft is provided with an axle E. The axle E receives the wheel R of which only a portion is illustrated. Wheel R is guided in rotation on axle E by bearings O to allow rotation of said wheel R around an axis X coinciding with an axis of symmetry of axle E.

Le dispositif de mesure selon l’invention, généralement désigné en 1, comprend une génératrice 10 électromagnétique monophasée et un multiplicateur de fréquence 20 électromagnétique.The measuring device according to the invention, generally designated at 1, comprises a single-phase electromagnetic generator 10 and an electromagnetic frequency multiplier 20.

La génératrice 10 comprend une partie fixe 11, formant un stator ferromagnétique, insérée dans une extrémité de l’essieu E et arrêtée en rotation par un moyen d'arrêt non représenté ici. La partie fixe 11 comporte une portion cylindrique 12 creuse qui s'étend intégralement dans l'essieu E et qui forme un organe de centrage de la partie fixe sur l'essieu E. La portion cylindrique 12 comprend une portion en saillie orientée vers l’axe X et autour de laquelle est enroulée une bobine 13.The generator 10 comprises a fixed part 11, forming a ferromagnetic stator, inserted into one end of the axle E and stopped in rotation by a stop means not shown here. The fixed part 11 comprises a hollow cylindrical portion 12 which extends entirely in the axle E and which forms a centering member of the fixed part on the axle E. The cylindrical portion 12 comprises a projecting portion oriented towards the axis X and around which is wound a coil 13.

La génératrice 10 comprend également une partie tournante 14, formant un rotor, logée à l’intérieur de la partie fixe 11 et montée sur un arbre T solidaire de la roue R pour être entraînée en rotation autour de l’axe X par ladite roue R. La partie tournante 14 comporte deux roues dentées 15 identiques décalées d’une demi-dent et séparées par un aimant permanent 16, de forme annulaire, magnétisé dans le sens de l’axe X pour créer un pôle sud S sur l’une des roues dentées 15, et un pôle nord N sur l'autre roue dentée 15. Les roues dentées 15 sont en matériau ferromagnétique et comportent des dents formant des cibles magnétiques s’étendant en regard de la partie fixe 11 selon une direction radiale.The generator 10 also comprises a rotating part 14, forming a rotor, housed inside the fixed part 11 and mounted on a shaft T secured to the wheel R to be driven in rotation around the axis X by said wheel R The rotating part 14 comprises two identical toothed wheels 15 offset by half a tooth and separated by a permanent magnet 16, of annular shape, magnetized in the direction of the axis X to create a south pole S on one of the toothed wheels 15, and a north pole N on the other toothed wheel 15. The toothed wheels 15 are made of ferromagnetic material and include teeth forming magnetic targets extending opposite the fixed part 11 in a radial direction.

Lorsque la roue R tourne, les dents des roues dentées 15 coopèrent à distance avec la partie fixe 11 pour induire un courant dans la bobine 13 et ainsi engendrer aux bornes de ladite bobine 13 une tension alternative sinusoïdale ayant une fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation de la roue R autour de l’axe X.When the wheel R rotates, the teeth of the toothed wheels 15 cooperate at a distance with the fixed part 11 to induce a current in the coil 13 and thus generate at the terminals of said coil 13 a sinusoidal alternating voltage having a frequency proportional to the speed of rotation of the R wheel around the X axis.

La structure et le fonctionnement d’une génératrice monophasée sont bien connus en soi et ne sont décrits ici qu’à titre d’illustration de l’invention.The structure and operation of a single-phase generator are well known per se and are described here only by way of illustration of the invention.

En référence également à la , le multiplicateur de fréquence 20 comprend, selon l’invention, un rotor 21 monté sur l’arbre T de manière à être entraîné en rotation autour de l’axe X par la roue R et ainsi tourner à la même vitesse que la partie tournante 14 de la génératrice 10. Il importe que le rotor 21 soit lié en rotation à la partie tournante 14 pour tourner à la même vitesse que celle-ci, sans glissement relatif. Le rotor 21 comprend une couronne dentée en matériau magnétique pourvues d’une pluralité de dents rotoriques 21.1.Also with reference to the , the frequency multiplier 20 comprises, according to the invention, a rotor 21 mounted on the shaft T so as to be rotated about the axis X by the wheel R and thus rotate at the same speed as the rotating part 14 of the generator 10. It is important that the rotor 21 is connected in rotation to the rotating part 14 to rotate at the same speed as the latter, without relative slip. The rotor 21 comprises a ring gear made of magnetic material provided with a plurality of rotor teeth 21.1.

Le multiplicateur de fréquence 20 comprend également un stator 22 en matériau magnétique qui entoure le rotor 21 et qui comporte une portion annulaire de laquelle s’étendent en saillie radiale une paire de premiers plots 23 et une paire de deuxièmes plots 24 orientées vers l’axe X. Les premiers et deuxièmes plots 23, 24 sont identiques et comprennent à une extrémité libre quatre dents statoriques 23.1, 24.1 s’étendant en regard des dents rotoriques 21.1.The frequency multiplier 20 also comprises a stator 22 made of magnetic material which surrounds the rotor 21 and which comprises an annular portion from which extend in radial projection a pair of first studs 23 and a pair of second studs 24 oriented towards the axis X. The first and second studs 23, 24 are identical and comprise at a free end four stator teeth 23.1, 24.1 extending opposite the rotor teeth 21.1.

La paire de premiers plots 23 est agencée de manière à ce que les dents statoriques 23.1 de chacun des premiers plots 23 puissent s’étendre simultanément chacune en regard d’une des dents rotoriques 21.1.The pair of first studs 23 is arranged so that the stator teeth 23.1 of each of the first studs 23 can each extend simultaneously opposite one of the rotor teeth 21.1.

La paire de deuxièmes plots 24 est agencée de manière à ce que les dents statoriques 24.1 de chacun des deuxièmes plots 24 puissent s’étendre simultanément chacune en regard d’une des dents rotoriques 21.1.The pair of second studs 24 is arranged so that the stator teeth 24.1 of each of the second studs 24 can each extend simultaneously opposite one of the rotor teeth 21.1.

Les dents statoriques 23.1 des premiers plots 23 et les dents statoriques 24.1 des deuxièmes plots 24 sont décalées d’une demi-dent de sorte que lorsque les dents statoriques 24.1 des deuxièmes plots 24 coopèrent avec huit des dents rotoriques 21.1, les dents statoriques 23.1 des premiers plots 23 sont, comme illustrée à la , en regard des creux séparant neuf autres dents rotoriques 21.1, et inversement. Le couplage des dents statoriques 23.1 des premiers plots 23 avec les dents rotoriques 21.1 est ainsi en opposition avec le couplage des dents statoriques 24.1 des deuxièmes plots 24 avec lesdites dents rotoriques 21.1.The stator teeth 23.1 of the first studs 23 and the stator teeth 24.1 of the second studs 24 are offset by half a tooth so that when the stator teeth 24.1 of the second studs 24 cooperate with eight of the rotor teeth 21.1, the stator teeth 23.1 of the first studs 23 are, as illustrated in , opposite the recesses separating nine other rotor teeth 21.1, and vice versa. The coupling of the stator teeth 23.1 of the first studs 23 with the rotor teeth 21.1 is thus in opposition to the coupling of the stator teeth 24.1 of the second studs 24 with said rotor teeth 21.1.

En référence à la , le multiplicateur de fréquence 20 comprend aussi un premier circuit électrique 25 et un deuxième circuit électrique 27.With reference to the , the frequency multiplier 20 also comprises a first electrical circuit 25 and a second electrical circuit 27.

Le premier circuit électrique 25 comporte un bobinage d’excitation 26 comprenant un premier enroulement 26.1 entourant dans un sens l’un des premiers plots 23 et un deuxième enroulement 26.2 entourant dans l’autre sens l’un des deuxièmes plots 24.The first electrical circuit 25 comprises an excitation winding 26 comprising a first winding 26.1 surrounding one of the first pads 23 in one direction and a second winding 26.2 surrounding one of the second pads 24 in the other direction.

Le deuxième circuit électrique 27 comporte un bobinage de mesure 28 comprenant un premier enroulement 28.1 et un deuxième enroulement 28.2 entourant dans un même sens les premier et deuxième plots 23, 24 entourés par le bobinage d’excitation 26.The second electrical circuit 27 comprises a measurement winding 28 comprising a first winding 28.1 and a second winding 28.2 surrounding in the same direction the first and second pads 23, 24 surrounded by the excitation winding 26.

Les extrémités du premier circuit électrique 25 sont reliées aux bornes de la bobine 13 de la génératrice 10 et les extrémités du deuxième circuit 27 sont reliées à une carte électronique UC de traitement.The ends of the first electrical circuit 25 are connected to the terminals of the coil 13 of the generator 10 and the ends of the second circuit 27 are connected to an electronic processing card UC.

Le fonctionnement du dispositif de mesure 1 va maintenant être détaillé.The operation of the measuring device 1 will now be detailed.

Lorsque la roue R tourne autour de l’axe X, elle entraîne en rotation la partie tournante 14 de la génératrice 10 et crée une variation du champ magnétique généré par l’aimant permanent 16 et auquel est soumis la bobine 13. Ce champ magnétique variable induit un courant dans la bobine 13 qui délivre à ses bornes une tension alternative sinusoïdale de sorte que le premier circuit électrique 25 raccordé auxdites bornes se trouve parcouru par un courant sinusoïdal. Le courant I circulant dans le premier circuit électrique 25 est ainsi de la forme :When the wheel R rotates around the axis X, it rotates the rotating part 14 of the generator 10 and creates a variation of the magnetic field generated by the permanent magnet 16 and to which the coil 13 is subjected. This variable magnetic field induces a current in the coil 13 which delivers at its terminals a sinusoidal alternating voltage so that the first electrical circuit 25 connected to said terminals is traversed by a sinusoidal current. The current I flowing in the first electrical circuit 25 is thus of the form:

Dans le même temps, la roue R entraîne en rotation le rotor 21 du multiplicateur de fréquence 20 dont les dents rotoriques 21.1 coopèrent alternativement avec les dents statoriques 23.1 des premiers plots 23 et les dents statoriques 24.1 des deuxièmes plots 24. La tension délivrée par la génératrice 10 dans le premier circuit électrique 25 génère un premier flux magnétique Φ1parcourant la paire de premiers plots 23 et un deuxième flux magnétique Φ2parcourant la paire de deuxièmes plots 24 ( ).At the same time, the wheel R rotates the rotor 21 of the frequency multiplier 20 whose rotor teeth 21.1 cooperate alternately with the stator teeth 23.1 of the first studs 23 and the stator teeth 24.1 of the second studs 24. The voltage delivered by the generator 10 in the first electrical circuit 25 generates a first magnetic flux Φ 1 traversing the pair of first pads 23 and a second magnetic flux Φ 2 traversing the pair of second pads 24 ( ).

Le premier flux magnétique est de la forme :The first magnetic flux is of the form:

Perm(t)désigne la perméance magnétique (égale à l’inverse de la reluctance) du premier enroulement 28.1 du bobinage de mesure 28 avec :where Perm(t) designates the magnetic permeance (equal to the inverse of the reluctance) of the first winding 28.1 of the measurement winding 28 with:

et Perm0> Perm1.and Perm 0 > Perm 1 .

D’où ( ) :From where ( ):

Le premier flux magnétique Φ1est capté par le premier enroulement 28.1 du bobinage de mesure 28 et génère aux bornes dudit premier enroulement 28.1 une tension U1( ) ayant pour équation :The first magnetic flux Φ 1 is picked up by the first winding 28.1 of the measurement winding 28 and generates across the terminals of said first winding 28.1 a voltage U 1 ( ) having the equation:

Du fait de l’inversion du sens d’enroulement du bobinage d’excitation autour des premiers et des deuxièmes plots 23, 24 et du couplage en opposition des dents rotoriques 21.1 avec les dents statoriques 23.1, 24.1 desdits premiers et deuxièmes plots 23, 24, le deuxième flux magnétique Φ2est déphasé de π par rapport au premier flux magnétique Φ1et a pour équation :Due to the reversal of the direction of winding of the excitation winding around the first and second studs 23, 24 and the coupling in opposition of the rotor teeth 21.1 with the stator teeth 23.1, 24.1 of said first and second studs 23, 24 , the second magnetic flux Φ 2 is out of phase by π with respect to the first magnetic flux Φ 1 and has the equation:

Le deuxième flux magnétique Φ2est capté par le deuxième enroulement 28.2 du bobinage de mesure 28 et génère aux bornes dudit deuxième enroulement 28.2 une tension U2( ) ayant pour équation :The second magnetic flux Φ 2 is picked up by the second winding 28.2 of the measurement winding 28 and generates across the terminals of said second winding 28.2 a voltage U 2 ( ) having the equation:

Le premier enroulement 28.1 et le deuxième enroulement 28.2 étant agencés en série, le flux magnétique Φ mesuré aux extrémités du deuxième circuit électrique 27 a pour équation :The first winding 28.1 and the second winding 28.2 being arranged in series, the magnetic flux Φ measured at the ends of the second electric circuit 27 has the equation:

Dès lors, la tension U induite aux extrémités du deuxième circuit électrique sera de la forme :Therefore, the voltage U induced at the ends of the second electrical circuit will be of the form:

Comme illustré à la , la tension U aux extrémités du deuxième circuit 27 a donc une fréquence égale à deux fois celle aux extrémités du premier circuit 25, et donc égale à deux fois celle du courant délivré par la génératrice 10.As shown in , the voltage U at the ends of the second circuit 27 therefore has a frequency equal to twice that at the ends of the first circuit 25, and therefore equal to twice that of the current delivered by the generator 10.

Le multiplicateur de fréquence 20 permet donc de multiplier par deux le rapport entre la vitesse de rotation de la roue R et la fréquence de la tension alternative délivrée par la génératrice 10.The frequency multiplier 20 therefore makes it possible to multiply by two the ratio between the speed of rotation of the wheel R and the frequency of the alternating voltage delivered by the generator 10.

Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l’invention telle que définie par les revendications.Of course, the invention is not limited to the embodiments described but encompasses any variant falling within the scope of the invention as defined by the claims.

Bien qu’ici l’invention est décrite en application à la mesure de la vitesse d’une roue R d’aéronef pour laquelle elle est particulièrement bien adaptée, le dispositif de mesure 1 peut être utilisé pour mesurer la vitesse de rotation d’une roue de tout type de véhicule (voiture, camion, bus…), ou plus généralement la vitesse de rotation de tout élément tournant.Although here the invention is described in application to the measurement of the speed of an aircraft wheel R for which it is particularly well suited, the measuring device 1 can be used to measure the speed of rotation of a wheel of any type of vehicle (car, truck, bus, etc.), or more generally the speed of rotation of any rotating element.

Bien qu’ici la paire de premiers plots 23 et la paire de deuxièmes plots 24 se succèdent autour du rotor 21, elles peuvent aussi être imbriquées l’une dans l’autre. Les premiers plots 23 et les deuxièmes plots 24 seront alors disposés en alternance autour du rotor 21, ce qui entraînera une imbrication des premier et deuxième flux magnétiques Φ1, Φ2.Although here the pair of first studs 23 and the pair of second studs 24 follow one another around the rotor 21, they can also be nested one inside the other. The first studs 23 and the second studs 24 will then be arranged alternately around the rotor 21, which will lead to an overlapping of the first and second magnetic fluxes Φ 1 , Φ 2 .

Les positions du rotor 21 et du stator 22 peuvent être inversées de manière à ce que le stator 22 soit logé à l’intérieur du rotor 21. Les paires de plots 23, 24 seront alors orientés vers l’extérieur selon une direction radiale tandis que la couronne du rotor 21 sera dentée intérieurement.The positions of the rotor 21 and of the stator 22 can be reversed so that the stator 22 is housed inside the rotor 21. The pairs of pads 23, 24 will then be oriented outwards in a radial direction while the crown of the rotor 21 will be internally toothed.

Bien qu’ici le rotor 21 du multiplicateur de fréquence et la partie tournante 14 de la génératrice 10 soient montées sur un même arbre T pour être entraînés simultanément en rotation autour de l’axe X par la roue R, le rotor 21 peut aussi être solidaire de la partie tournante 14 afin d’être entraîné en rotation par la roue R via la partie tournante 14.Although here the rotor 21 of the frequency multiplier and the rotating part 14 of the generator 10 are mounted on the same shaft T to be driven simultaneously in rotation around the axis X by the wheel R, the rotor 21 can also be integral with the rotating part 14 in order to be driven in rotation by the wheel R via the rotating part 14.

La génératrice 10 et le multiplicateur de fréquence 20 peuvent aussi être intégrés dans un même module pourvu d’un arbre d’entrée sur lequel ledit rotor 21 et ladite partie tournante 14 sont montés, l’arbre d’entrée du module étant lié en rotation à l’arbre T de la roue R via une liaison capable d’accepter un certain niveau de désalignement entre les axes de rotation de l’arbre d’entrée du module et l’arbre T de la roue R.The generator 10 and the frequency multiplier 20 can also be integrated into the same module provided with an input shaft on which said rotor 21 and said rotating part 14 are mounted, the input shaft of the module being connected in rotation to the shaft T of the wheel R via a connection capable of accepting a certain level of misalignment between the axes of rotation of the input shaft of the module and the shaft T of the wheel R.

Claims (8)

Dispositif de mesure (1) d’une vitesse de rotation, comprenant une génératrice (10) qui a un rotor (14) et qui est agencée pour délivrer à des bornes une tension alternative sinusoïdale ayant une fréquence proportionnelle à une vitesse de rotation du rotor, et un multiplicateur de fréquence (20) comportant :
  • un rotor (21) lié en rotation au rotor de la génératrice et pourvu de dents rotoriques (21.1) ;
  • un stator (22) comprenant une paire de premiers plots (23) et une paire de deuxièmes plots (24), les premiers et deuxièmes plots étant identiques et comprenant au moins une dent statorique (23.1, 24.1), les dents rotoriques et les dents statoriques étant agencées de manière à ce que les dents rotoriques présentent avec les dents statoriques des premiers plots un couplage magnétique opposé à celui desdites dents rotoriques avec les dents statoriques des deuxièmes plots ;
  • un premier circuit électrique (25) qui comprend un bobinage d’excitation (26) entourant dans un sens l’un des premiers plots et dans l’autre sens l’un des deuxièmes plots et qui est relié aux bornes de la génératrice ; et
  • un deuxième circuit électrique (27) comprenant un bobinage de mesure (28) entourant dans un même sens les premier et deuxième plots entourés par le bobinage d’excitation.
Device for measuring (1) a speed of rotation, comprising a generator (10) which has a rotor (14) and which is arranged to deliver to terminals a sinusoidal alternating voltage having a frequency proportional to a speed of rotation of the rotor , and a frequency multiplier (20) comprising:
  • a rotor (21) linked in rotation to the rotor of the generator and provided with rotor teeth (21.1);
  • a stator (22) comprising a pair of first studs (23) and a pair of second studs (24), the first and second studs being identical and comprising at least one stator tooth (23.1, 24.1), the rotor teeth and the stators being arranged so that the rotor teeth have with the stator teeth of the first studs a magnetic coupling opposite to that of said rotor teeth with the stator teeth of the second studs;
  • a first electrical circuit (25) which comprises an excitation winding (26) surrounding one of the first pads in one direction and one of the second pads in the other direction and which is connected to the terminals of the generator; And
  • a second electrical circuit (27) comprising a measuring coil (28) surrounding in the same direction the first and second pads surrounded by the excitation coil.
Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel la paire de premiers plots (23) et la paire de deuxièmes plots (24) se succèdent autour du rotor (21).Measuring device (1) according to claim 1, in which the pair of first studs (23) and the pair of second studs (24) follow one another around the rotor (21). Dispositif de mesure (1) selon la revendication 1, dans lequel la paire de premiers plots (23) et la paire de deuxièmes plots (24) sont imbriquées l’une dans l’autre autour du rotor (21).Measuring device (1) according to Claim 1, in which the pair of first studs (23) and the pair of second studs (24) are nested one inside the other around the rotor (21). Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers et deuxièmes plots (23, 24) sont reliés entre eux par une portion cylindrique en matériau magnétique.Measuring device (1) according to any one of the preceding claims, in which the first and second studs (23, 24) are interconnected by a cylindrical portion made of magnetic material. Dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un aimant permanent (16) est monté sur le rotor (14) de la génératrice qui comprend une partie fixe (11) comportant une bobine (13) agencée pour délivrer la tension alternative sinusoïdale résultant d’une variation de champ magnétique généré lorsque le rotor, et donc l'aimant permanent, tournent.Measuring device (1) according to any one of the preceding claims, in which a permanent magnet (16) is mounted on the rotor (14) of the generator which comprises a fixed part (11) comprising a coil (13) arranged to deliver the sinusoidal alternating voltage resulting from a variation in the magnetic field generated when the rotor, and therefore the permanent magnet, rotate. Dispositif de mesure (1) selon la revendication 5, dans lequel le rotor (21) du multiplicateur et le rotor (14) de la génératrice sont montés sur un même arbre (T).Measuring device (1) according to Claim 5, in which the rotor (21) of the multiplier and the rotor (14) of the generator are mounted on the same shaft (T). Roue (R) montée sur un essieu (E) équipé d’un dispositif de mesure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.Wheel (R) mounted on an axle (E) equipped with a measuring device (1) according to any one of the preceding claims. Train d’atterrissage d’aéronef, comprenant au moins une roue (R) selon la revendication 7.Aircraft landing gear, comprising at least one wheel (R) according to claim 7.
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