CH685527B5

CH685527B5 - Stepper no multipolar.

Info

Publication number: CH685527B5
Application number: CH43193A
Authority: CH
Inventors: Mai Xuan Tu; Michel Schwab
Original assignee: Sonceboz Ebauches Fab; Detra Sa
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1996-02-15
Also published as: CH685527GA3

Description

1 1

CH 685 527G A3 CH 685 527G A3

2 2

Description Description

La présente invention a pour objet un moteur pas à pas multipolaire comportant un rotor en aimant permanent en forme de disque mince possédant N paires de pôles aimantés selon la direction de l'axe du disque et un circuit magnétique sta-torique comprenant une bobine et deux pièces polaires statoriques. The subject of the present invention is a multipolar stepping motor comprising a permanent magnet rotor in the form of a thin disc having N pairs of poles magnetized along the direction of the axis of the disc and a stator magnetic circuit comprising a coil and two stator pole pieces.

Des moteurs pas à pas multipolaires utilisant un aimant en forme de disque mince sont connus. Les fascicules de brevet CH 599 707 et US-4 713 565 ainsi que la demande de brevet EP 356 396 décrivent un moteur de ce genre. Multipolar stepper motors using a thin disc magnet are known. Patent specification CH 599 707 and US-4 713 565 as well as patent application EP 356 396 describe an engine of this kind.

Dans les deux premiers fascicules, les moteurs proposés sont formés d'un empilage d'éléments, ce qui présente une perte de place en hauteur non souhaitable pour les mouvements d'horlogerie de faibles dimensions. De plus, un tel empilage conduit à une plus grande difficulté lors du montage. In the first two fascicles, the proposed motors are formed from a stack of elements, which presents a loss of space in height which is undesirable for small watch movements. In addition, such stacking leads to greater difficulty during assembly.

Dans la demande de brevet EP 356 396, l'empilage des éléments est supprimé de par l'utilisation de trois pièces polaire statoriques, dont deux pièces polaires principales et une pièce polaire intermédiaire disposées dans un même plan. In patent application EP 356 396, the stacking of the elements is eliminated by the use of three stator pole pieces, including two main pole pieces and an intermediate pole piece arranged in the same plane.

Si cette technique présente un avantage au point de vue de l'encombrement sur les deux premières solutions, elle se heurte à l'inconvénient suivant: le couplage magnétique entre le rotor et la bobine est réduit, ce qui entraîne une réduction du couple électromagnétique du moteur. En effet, le flux crée par la bobine de ce moteur doit traverser deux entrefers successifs: le premier entrefer entre la première pièce polaire principale (1) et la pièce polaire intermédiaire (7) et le deuxième entrefer entre la pièce polaire intermédiaire et la deuxième pièce polaire principale (2), ce qui entraîne une augmentation de la réluctance magnétique et, par conséquent, une diminution du flux couplé. If this technique has an advantage from the point of view of bulk on the first two solutions, it faces the following drawback: the magnetic coupling between the rotor and the coil is reduced, which leads to a reduction in the electromagnetic torque of the engine. Indeed, the flow created by the coil of this motor must pass through two successive air gaps: the first air gap between the first main pole piece (1) and the intermediate pole piece (7) and the second air gap between the intermediate pole piece and the second main pole piece (2), which leads to an increase in magnetic reluctance and, consequently, a decrease in the coupled flux.

Le but de la présente invention est de remédier aux Inconvénients des moteurs précités en proposant une nouvelle solution permettant la réalisation d'un moteur de faible hauteur avec un niveau de couple élevé. The object of the present invention is to remedy the disadvantages of the aforementioned motors by proposing a new solution allowing the production of a motor of low height with a high level of torque.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en se référant aux dessins annexés dans lesquels: The invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended drawings in which:

- la fig. 1 représente la vue en plan d'un exemple d'exécution du moteur - fig. 1 shows the plan view of an exemplary embodiment of the engine

- la fig. 2 représente la vue en coupe du moteur selon la fig. 1 - fig. 2 shows the sectional view of the engine according to FIG. 1

- la fig. 3 représente la première pièce polaire statorique du moteur de la fig. 1 - fig. 3 shows the first stator pole piece of the motor of FIG. 1

- la fig. 4 représente la deuxième pièce polaire statorique du moteur de la fig. 1 - fig. 4 shows the second stator pole piece of the motor of FIG. 1

Le moteur pas à pas multipolaire représenté par les fig. 1 et 2 comprend un rotor en aimant permanent (10) et un enroulement (11) bobiné autour du noyau ferromagnétique (12); une extrémité du noyau de bobine (12) est reliée magnétiquement à la pièce polaire (13) et l'autre extrémité à la pièce polaire (14). Les deux pièces polaires (13, 14) sont disposées dans un même plan parallèle au plan du rotor. Dans cette configuration, le flux crée par la bobine et couplé avec l'aimant ne traverse qu'un seul entrefer pour passer d'une pièce polaire à l'autre, ce qui permet une augmentation sensible du couplage entre l'aimant et la bobine. The multi-pole stepper motor shown in Figs. 1 and 2 comprises a permanent magnet rotor (10) and a winding (11) wound around the ferromagnetic core (12); one end of the coil core (12) is magnetically connected to the pole piece (13) and the other end to the pole piece (14). The two pole pieces (13, 14) are arranged in the same plane parallel to the plane of the rotor. In this configuration, the flux created by the coil and coupled with the magnet crosses only one air gap to pass from one pole piece to the other, which allows a significant increase in the coupling between the magnet and the coil .

Les fig. 3 et 4 représentent respectivement les pièces polaires (13) et (14) du moteur. Chaque pièce polaire possède trois zones dentées distinctes: une zone dentée centrale (31) respectivement (41) et deux zones dentées extrêmes (32, 33) respectivement (42, 43). Les zones dentées centrales appartiennent séparément à chacune des pièces polaires. Le rôle de ces dentures est de donner au moteur un couple de positionnement en l'absence de courant dans la bobine. Dans les zones dentées extrêmes, lorsque les deux pièces polaires sont assemblées, les 2 dentures sont enchevêtrées. Le rôles des dentures extrêmes enchevêtrées est de donner au moteur un couple mutuel lorsqu'un courant circule dans la bobine. Les axes de symétrie des zones centrales et extrêmes sont disposés de façon sensiblement perpendiculaire; de ce fait, lorsque les deux pièces polaires sont assemblées, les zones centrales et les zones extrêmes respectives sont pratiquement diamétralement opposées. Cette disposition particulière est très Importante pour les moteurs multipolaires possédant un rotor en forme de disque mince. Figs. 3 and 4 respectively represent the pole pieces (13) and (14) of the engine. Each pole piece has three distinct toothed zones: a central toothed zone (31) respectively (41) and two extreme toothed zones (32, 33) respectively (42, 43). The central toothed areas belong separately to each of the pole pieces. The role of these teeth is to give the motor a positioning torque in the absence of current in the coil. In the extreme toothed areas, when the two pole pieces are assembled, the 2 teeth are entangled. The role of the tangled extreme teeth is to give the motor a mutual torque when a current flows in the coil. The axes of symmetry of the central and extreme zones are arranged substantially perpendicularly; therefore, when the two pole pieces are assembled, the respective central zones and end zones are practically diametrically opposite. This particular arrangement is very important for multipolar motors having a rotor in the form of a thin disc.

En effet, dans les moteurs de ce type, le rotor travaille dans un plan idéalement parallèle au plan des pièces polaires statoriques. L'entrefer idéal entre le rotor et le stator est, dans ce cas, constant. En pratique, compte tenu des tolérances de fabrication, le plan du rotor peut être légèrement oblique par rapport au plan du stator ce qui provoque une variation de l'entrefer le long de la périphérie et par conséquent une variation importante du couple moteur. Les zones diamétralement opposées permettent une compensation de la variation d'entrefer et assurent ainsi une constance du couple du moteur. Indeed, in motors of this type, the rotor works in a plane ideally parallel to the plane of the stator pole pieces. In this case, the ideal air gap between the rotor and the stator is constant. In practice, taking into account manufacturing tolerances, the plane of the rotor may be slightly oblique with respect to the plane of the stator, which causes a variation in the air gap along the periphery and consequently a significant variation in the engine torque. The diametrically opposite zones allow compensation for the air gap variation and thus ensure consistency of the engine torque.

Claims

1. Multipolar stepper motor comprising a permanent magnet rotor in the form of a thin disc having N pairs of poles magnetized along the direction of the disc axis and a stator magnetic circuit comprising a winding wound around a ferromagnetic core and two pole pieces each magnetically connected to one end of the coil core, the pole pieces being arranged in the same plane perpendicular to said axis of the disc, characterized in that each said pole piece has three toothed zones including a central zone between two end zones, distributed around said axis, and in that in said end toothed zones the teeth of the two pole pieces are entangled.

2. Multipolar stepping motor according to claim 1, characterized in that the axis of symmetry of the central toothed areas is substantially perpendicular to that of the extreme toothed areas.

3. Multipolar stepper motor according to claim 1 or according to claim 2, characterized in that the rotor has thirty pairs of poles.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3