Motorisation d’un Scanner du CERN

Ce travail a pour but d’analyser la motorisation du nouveau BWS et de proposer un moteur adapté aux spécifications. Ce moteur doit entrainer un axe sur lequel sont fixées deux fourches qui sont reliées à leurs extrémités par un fil de carbone. Lors de la mesure, le fil traverse le faisceau et dévie une partie des particules qui sont alors interceptées par un détecteur. Le fil doit donc traverser le faisceau suffisamment rapidement pour ne pas être endommagé. La vitesse idéale de déplacement du fil se situe aux environs de 20 [m/s]. Pour satisfaire à cette exigence, le moteur doit pouvoir fournir une vitesse maximale de 2’000 [tr/min] et une accélération angulaire maximale de 40’000 [rad/s2]. Cette énorme accélération s’explique par le mouvement particulièrement court (π/3 [rad]) que le moteur peut réaliser pour atteindre la vitesse maximale. En plus des contraintes de vitesse et d’accélération, le moteur du BWS doit pouvoir fonctionner dans un environnement hostile. En effet, il doit pouvoir supporter une température de 200 [°C] (au repos) et une dose maximale de rayonnements ionisants cumulée de 20 [kGy]. De plus, le rotor étant placé à l’intérieur de la chambre à vide, il doit être constitué de matériaux possédant un faible taux de dégazage. L’analyse détaillée du fonctionnement et des spécifications du nouveau BWS a permis de définir que le moteur synchrone à aimants permanents est le plus approprié. Une recherche de ce type de moteurs, disponibles sur le marché, a permis de confirmer qu’il n’y a pas de moteurs susceptibles de répondre à toutes les spécifications. Par conséquent, la conception d’un moteur dédié spécifiquement au BWS est nécessaire. Pour terminer, un verrouillage magnétique de l’axe du BWS a été étudié. Cet appareil doit être capable de ramener l’axe du BWS en position de repos lorsque le système n’est pas sous tension et le maintenir dans cette position. De plus, il ne doit pas freiner le moteur lorsque celui-ci est alimenté.