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4K cryogenic mechanical displacement system with cold motors
above : cryogenic mechanical displacement system with motors at 4K.

 

Moteur pas à pas cryogénique

 

 

Cahier des charges

 

Le système réponds aux contraintes suivantes :

  • Petite taille afin de ne pas perturber l'écoulement.
  • Fonctionnement à froid (4,2 K au moins).
  • Commande à distance.
  • Précision de déplacement de l'ordre d'une dizaine de micromètres.
  • Limitation de la quantité de chaleur dissipé dans la chambre d'expérience.

La prise en compte de ces considérations, nous ont conduit à opter pour un système de déplacement utilisant les moteurs pas à pas.

 

 

Principe

 

 

Système de déplacement

 

Une vis filetée fixée sur l'axe du moteur permet de convertir le mouvement de rotation en mouvement de translation. Typiquement le déplacement minimal est de l'ordre d'une dizaine de micromètres. Le déplacement est contrôlé entièrement par ordinateur. On peut fixer en effet les différents paramètres de contrôle suivants :

  • Le sens de rotation.
  • La vitesse de rotation.
  • Le nombre de pas ou la position souhaitée.
  • La position effective du chariot à chaque instant.

 

 

Réalisation

 

Système de déplacement cryogénique de l'expérience GReC (2 moteurs)

Moteurs_Chaine2.JPG
Moteurs et Chaine de synchronisation.JPG
Moteur_tendeur.JPG
Tendeur de la chaine
Compte_tours.JPG
Compte tours
Pi_Fc.JPG
Vue d'ensemble avec les capteurs

Jet d'air à l'ambiante

Jet d'air

Le graphe de droite représente les profils de vitesse transversaux pour différentes positions par rapport à la buse. On remarque que la vitesse moyenne d'écoulement diminue quand on s'éloigne du centre du jet et lorsqu'on s'écarte de l'embouchure de ce dernier.
Le graphe de gauche est la cartographie des résultats de droite. On reconnaît bien la forme conique du jet.

 

 

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Ph.R. Jan, 2012