EP2201662A1 - Electric motor for operating a shutter element or solar protection element in a building - Google Patents

Electric motor for operating a shutter element or solar protection element in a building

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Publication number
EP2201662A1
EP2201662A1 EP08866901A EP08866901A EP2201662A1 EP 2201662 A1 EP2201662 A1 EP 2201662A1 EP 08866901 A EP08866901 A EP 08866901A EP 08866901 A EP08866901 A EP 08866901A EP 2201662 A1 EP2201662 A1 EP 2201662A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
electric motor
phase
motor according
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08866901A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Serge Bruno
Pierre-Emmanuel Cavarec
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Somfy SA
Original Assignee
Somfy SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Somfy SA filed Critical Somfy SA
Publication of EP2201662A1 publication Critical patent/EP2201662A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles

Definitions

  • Electric motor for operating a concealment or sun protection element in a building.
  • the invention relates to the field of synchronous electric motors with low power electronic switching for driving blackout or sun protection elements in buildings.
  • Such motors must have a large torque in a small footprint, allowing them to be integrated into a substantially rectangular section box, for example a Venetian blind rail.
  • the patent application JP 9-247911 also has a modular structure in several successive phases along the same rotor.
  • This structure has the advantage of being centered.
  • it is a variable reluctance motor, and the magnetic poles of the stator thus have a very small dimension with respect to the diameter of the rotor.
  • the interior space available in a phase in the absence of the rotor is very large, allowing for example to separately insert the two coils relative to the same phase, each winding can be performed on a separate carcass, which n is not possible in the case of a small diameter magnet motor.
  • the object of the invention is to provide an electric motor that obviates these disadvantages and improves the motors known from the prior art.
  • the electric motor according to the invention makes it possible to obtain a large power with a given space requirement, to obtain a rotor centered in the motor structure and to position a rotor position sensor which is insensitive to the magnetic field created by the windings. .
  • the electric motor according to the invention is defined by claim 1.
  • FIG. 1 represents a phase of the engine according to the invention, seen in perspective.
  • FIG. 2 represents a phase and the motor rotor in section in a median plane P1 perpendicular to the axis of the rotor.
  • FIG. 3 represents a first embodiment of the motor, with two phases oriented along the same direction.
  • FIG. 4 represents a second embodiment of the motor, with two phases oriented in two perpendicular directions.
  • FIG. 1 represents a partial view of a phase 10 of the engine according to the invention.
  • Phase 10 is also shown in section in a median plane P1 perpendicular to the axis of the rotor in FIG. 2.
  • the phase comprises a magnetic circuit formed by the combination of a first module 1 1 and a second module 12.
  • Each of the two E-shaped modules has three branches: a central branch (11 1, 121) and two lateral branches (1 12-1 13, 122-123).
  • the two modules are arranged vis-à-vis, the central branches being directed towards each other and each constituting a stator pole.
  • the phase also comprises a carcass 13, of monobloc type and dimensionally stable, insulating material.
  • indeformable is meant “made so that it can make windings on it without significant deformation to the eye.”
  • the carcass serves to support a first winding 14 and a second winding 15, whose turns are located in an average plane parallel to the axis of the rotor 16 and perpendicular to the median plane.
  • the two coils of the same phase are preferably identical and traversed by the same current, meaning that the coils are connected in series, or that they are connected in parallel on the same supply voltage.
  • the thickness of a winding is at least equal to the diameter of the rotor.
  • the carcass 13 comprises a central portion 131, a first lateral flange 132 and a second lateral flange 133.
  • the central portion and each flange are connected by a non-referenced carcass portion, serving as a hub for each winding.
  • the central portion is provided with a first through recess 134, preferably cylindrical, adapted to contain a rotor portion passing through the phase.
  • the first recess advantageously comprises a first complementary section 135, and a second complementary section 136, disposed on either side of the first recess, perpendicular to the rotor and to the central branches 111 and 121 of the modules.
  • Each complementary section is of polygonal shape constituted by the superposition of a rectangle and a basic trapezium equal to the long side of the rectangle.
  • Figure 2 also shows the rotor 1 6 in section.
  • the rotor comprises a non-magnetic tube 17, which ensures the rigidity of the rotor.
  • the rotor In the active part of each phase, that is to say at least in relation to the central branches of the modules of the magnetic circuit and therefore in particular in the median plane, the rotor also comprises a magnetized material 17, by example an alloy Neodymium-Iron-Boron.
  • the non-magnetic tube is made of stainless steel or brass. It can be streaked so as to limit the currents induced.
  • the carcass also supports a magnetic sensor 19, for example an induction coil or a Hall effect sensor.
  • This sensor is advantageously slid into one of the complementary sections of the central recess: the dimensions of the sensor preferably fixing those of the complementary sections.
  • the complementary sections 135 and 136 may have different sections.
  • the sensor 19 is sensitive to a component of the flow normal to the plane of the sensor (here defined by the long side of the rectangle and perpendicular to the median plane).
  • the sensor is insensitive to the field created by the stator, and thus only translates the field created by the rotor. This structure therefore makes it possible to considerably simplify the capturing of rotor position information, without the need to use the artifices of the prior art.
  • FIG. 1 represents the median plane P1, as well as the trace (in dashed line) of the median plane on the second module 12, of which only the lateral branch 123 is visible.
  • the trace of the median plane also appears on the first lateral flange 132.
  • the median plane P1 of the phase is both perpendicular to the average planes of the turns constituting the coils and perpendicular to the axis of the rotor.
  • the carcass 13 is provided with a second through recess 139, of rectangular section, for accommodating the central branch of the corresponding module.
  • the modules of the magnetic circuit can be each made in one piece (for example using a sintered ferromagnetic powder) or by sheet metal assembly.
  • Figure 1 corresponds to the case of a monobloc type of manufacture.
  • the manufacture of the modules can also be carried out by stacking on either side of the median plane P1 of sheets each forming an E. It may be advantageous to alternate the direction of mounting of the sheets so that they are intertwined or overlap at the side branches.
  • the recovery comes from the fact that we give a different length to each of the side branches of a sheet, one upper and the other less than the length to cover exactly one half carcass.
  • the overall air gaps of the lateral branches disappear, short-circuited by the overlapping areas, even if the individual air gaps AG1 and AG2 remain between the sheets located in the same plane.
  • This interlaced arrangement contributes little to the performance of the engine (as indicated above, the role of side air gaps is negligible), but can give a better mechanical cohesion to the assembly, and reduce parasitic vibrations.
  • FIG. 3 represents a first motor 100 comprising two parallel phases referenced 20 and 30 and a cylindrical rotor 40.
  • the assembly is contained in a parallelepipedal casing, not shown, in particular ensuring the maintenance of the magnetic modules and supporting bearings or bearings guiding the rotor.
  • the modules masking the second recesses are not shown.
  • the rotor 40 is shown in the first recess and also out of its housing, so as to include areas of the rotor requiring magnetization.
  • first magnetization zone 41 and a second magnetization zone 42 there is at least one first magnetization zone 41 and a second magnetization zone 42, each corresponding to a phase portion.
  • the magnetization area relative to each phase corresponds to the rotor portion vis-a-vis the stator poles.
  • the two phases 20 and 30 being aligned, it As a result, the magnetization directions F1 and F2 of the two zones 41 and 42 must be perpendicular to one another.
  • the carcass 13 is provided with attachment means to another carcass.
  • These attachment means comprise, for example, holes 137 and 138 parallel to the axis of the rotor and made in the central portion 131, as shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 also represents the means of mutual engagement of the two phases, symbolized by the through holes 337 and 338. Unrepresented screw-nut devices are engaged in these holes to hold the two assembled phases.
  • FIG. 4 represents, with the same conventions, a second motor 200 comprising two crossed phases referenced 50 and 60 and a cylindrical rotor 70. This time, the two magnetization zones 71 and 72 of the rotor are magnetized in parallel directions F3 and F4 between they.
  • Holding notches 201 and 202 are used to wedge each central portion in the side flanges of the other phase, and / or mutual clipping means 203 and 204.
  • Such clipping means can also be used in the case of FIG.
  • the magnetized material continuously occupies the entire rotor tube, or at least the entire portion of the tube entering the phases, and it is simply the magnetization operation which fixes the desired directions F1 -F2 or F3-F4 in the magnetization zones.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Electric motor (100) for operating a shutter element or solar protection element in a building, comprising at least two phases (10; 20, 30; 50, 60) and a magnetized rotor (16; 40; 70) common to the two phases, each phase being relative to a rotor portion (41, 42; 71; 72) along the axis of the rotor and comprising two windings (14, 15), characterized in that each phase comprises an insulating carcass (13) on which the two windings are produced and having a central portion (131) separating the windings, the central portion being provided with a first through-cavity (134) and capable of surrounding a rotor portion passing through the phase.

Description

Moteur électrique de manœuyre d'un élément d'occultation ou de protection solaire dans un bâtiment. Electric motor for operating a concealment or sun protection element in a building.
L'invention se rapporte au domaine des moteurs électriques synchrones à commutation électronique de faible puissance destinés à l'entraînement d'éléments d'occultation ou de protection solaire dans les bâtiments.The invention relates to the field of synchronous electric motors with low power electronic switching for driving blackout or sun protection elements in buildings.
De tels moteurs doivent présenter un couple important sous un faible encombrement, leur permettant d'être intégré dans un caisson à section sensiblement rectangulaire, par exemple un rail de store vénitien.Such motors must have a large torque in a small footprint, allowing them to be integrated into a substantially rectangular section box, for example a Venetian blind rail.
Ces dimensions particulières incitent à réaliser des moteurs longs, la longueur du moteur compensant sa faible section pour obtenir la puissance nécessaire à l'entraînement de l'élément d'occultation ou de protection solaire.These particular dimensions encourage long engines, the length of the motor compensating for its small section to obtain the power required to drive the concealment element or sun protection.
Dans le domaine des métiers à tisser, il est connu de réaliser des moteurs synchrones longs, comme décrit dans les brevets US 6,105,630 ou U S 6,237,213. Une place importante y est ménagée pour les bobinages de chaque phase, tandis que le rotor est un cylindre long, recouvert dans le sens axial par la première phase, puis par la seconde. On trouve une disposition analogue dans la demande de brevet JP 61 - 167360. Cette disposition est très différente de la disposition habituelle d'un moteur rotatif à rotor aimanté, pour laquelle chaque phase ne recouvre qu'une portion angulaire du rotor. Dans les cas cités, le rotor comprend deux segments aimantés : un premier segment aimanté est disposé dans la partie de cylindre couverte par la première phase, tandis qu'un deuxième segment aimanté est disposé dans la partie de cylindre couverte par la deuxième phase . Les deux a imantations sont perpendiculaires. Elles sont décalées de 120° si le moteur comprend 3 phases. Un avantage de ces dispositifs est leur très faible inertie, due au très faible diamètre du rotor.In the field of looms, it is known to produce long synchronous motors, as described in patents US 6,105,630 or US 6,237,213. An important place is provided for the windings of each phase, while the rotor is a long cylinder, covered in the axial direction by the first phase, then by the second. A similar provision is found in the patent application JP 61 - 167360. This arrangement is very different from the usual arrangement of a rotary motor with a magnetic rotor, for which each phase covers only an angular portion of the rotor. In the cases mentioned, the rotor comprises two magnetized segments: a first magnetic segment is disposed in the cylinder part covered by the first phase, while a second magnetic segment is disposed in the cylinder part covered by the second phase. Both imantations are perpendicular. They are shifted by 120 ° if the motor comprises 3 phases. An advantage of these devices is their very low inertia, due to the very small diameter of the rotor.
Cependant, ils présentent l'inconvénient d'une réalisation délicate, i l l ustrée par l e brevet U S 6 ,237,21 3 et de présenter u n rotor complètement excentré, ce qui ne convient pas aux applications visées par la présente invention.However, they have the disadvantage of a delicate embodiment, l ltroduced by the patent U S 6, 237,21 3 and to present a completely eccentric rotor, which is not suitable for the applications covered by the present invention.
La demande de brevet JP 9-247911 présente également une structure modulaire en plusieurs phases successives le long d'un même rotor. Cette structure présente l'avantage d'être centrée. Par contre, il s'agit d'un moteur à réluctance variable, et les pôles magnétiques du stator présentent de ce fait une dimension très faible par rapport au diamètre du rotor. Il en résulte que l'espace intérieur disponible dans une phase en absence du rotor est très important, permettant par exemple d'insérer séparément les deux bobinages relatifs à une même phase, chacun des bobinages pouvant être réalisé sur une carcasse séparée, ce qui n'est pas possible dans le cas d'un moteur aimanté de petit diamètre.The patent application JP 9-247911 also has a modular structure in several successive phases along the same rotor. This structure has the advantage of being centered. On the other hand, it is a variable reluctance motor, and the magnetic poles of the stator thus have a very small dimension with respect to the diameter of the rotor. As a result, the interior space available in a phase in the absence of the rotor is very large, allowing for example to separately insert the two coils relative to the same phase, each winding can be performed on a separate carcass, which n is not possible in the case of a small diameter magnet motor.
De même pour la demande de brevet JP 9-247913, qui présente en outre l'inconvénient de bobinages s'étendant en dehors du circuit magnétique, donc augmentant l'encombrement du moteur.Similarly for the patent application JP 9-247913, which also has the disadvantage of coils extending outside the magnetic circuit, thus increasing the size of the motor.
Un autre problème soulevé par la réalisation des moteurs à rotor aimanté et à commutation électronique est la position du capteur ou des capteurs chargé(s) de déterminer avec précision la position du rotor afin d'assurer la commutation du courant dans les bobinages des phases.Another problem raised by the realization of motors with magnetized rotor and electronic commutation is the position of the sensor or sensors charged (s) to accurately determine the position of the rotor to ensure the switching of the current in the phase windings.
II apparaît logique de disposer un tel capteur au voisinage immédiat du rotor aimanté, si ce capteur est sensible au champ magnétique. Cependant, cette disposition rend le capteur également sensible à la réaction magnétique d'induit, c'est-à-dire au champ magnétique créé par les bobinages. Il en résulte que l'indication du capteur ne reflète pas la position angulaire du rotor. Les machines à commutation électronique nécessitent donc un blindage magnétique du capteur, par exemple com m e d écrit d a ns l es d ema ndes de brevet J P 60121955 ou FR 2 685 355, ce qui complexifie la machine. Pour un moteur avec rotor aimanté extérieur, le brevet US 4,549,104 décrit un tel blindage. Il est également possible d 'aménager un circu it mag nétique séparé concentrant le flux rotor vers le capteur, comme décrit dans le brevet US 4,115,715. Toutes ces solutions sont complexes. Une autre solution connue est de déporter la fonction de détection de la position du rotor à l'extérieur de la partie active de la machine, en utilisant par exemple un capteur optique comme dans le brevet US 6,105,630. Ceci a pour effet de rallonger encore le moteur, et pénalise donc son encombrement.It seems logical to have such a sensor in the immediate vicinity of the magnetized rotor, if this sensor is sensitive to the magnetic field. However, this arrangement makes the sensor also sensitive to the magnetic armature reaction, that is to say the magnetic field created by the windings. As a result, the indication of the sensor does not reflect the angular position of the rotor. Electronic switching machines therefore require a magnetic shielding of the sensor, for example com med written in the patent documents JP 60121955 or FR 2,685,355, which complicates the machine. For a motor with external magnet rotor, US Pat. No. 4,549,104 describes such a shielding. It is also possible to arrange a separate magnetic circuit concentrating the rotor flux to the sensor, as described in US Pat. No. 4,115,715. All these solutions are complex. Another known solution is to deport the position detection function of the rotor outside the active part of the machine, using for example an optical sensor as in US Patent 6,105,630. This has the effect of further lengthening the engine, and therefore penalizes its size.
L'invention a pour but de fournir un moteur électrique obviant à ces inconvénients et améliorant les moteurs connus de l'art antérieur. En particulier, le moteur électrique selon l'invention permet d'obtenir une puissance importante à encombrement donné, d'obtenir un rotor centré dans la structure du moteur et de positionner un capteur de position du rotor peu sensible au champ magnétique créé par les bobinages.The object of the invention is to provide an electric motor that obviates these disadvantages and improves the motors known from the prior art. In particular, the electric motor according to the invention makes it possible to obtain a large power with a given space requirement, to obtain a rotor centered in the motor structure and to position a rotor position sensor which is insensitive to the magnetic field created by the windings. .
Le moteur électrique selon l'invention est défini par la revendication 1.The electric motor according to the invention is defined by claim 1.
Différents modes de réalisation sont définis par les revendications dépendantes 2 à 12.Different embodiments are defined by dependent claims 2 to 12.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un moteur selon l'invention. La figure 1 représente une phase du moteur selon l'invention, vue en perspective.The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of an engine according to the invention. FIG. 1 represents a phase of the engine according to the invention, seen in perspective.
La figure 2 représente une phase et le rotor du moteur en coupe dans un plan médian P1 perpendiculaire à l'axe du rotor.FIG. 2 represents a phase and the motor rotor in section in a median plane P1 perpendicular to the axis of the rotor.
La figure 3 représente un premier mode de réalisation du moteur, avec deux phases orientées selon une même direction.FIG. 3 represents a first embodiment of the motor, with two phases oriented along the same direction.
La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation du moteur, avec deux phases orientées selon deux directions perpendiculaires.FIG. 4 represents a second embodiment of the motor, with two phases oriented in two perpendicular directions.
La figure 1 représente une vue partielle d'une phase 10 du moteur selon l'invention. La phase 10 est également représentée en coupe dans un plan médian P1 perpendiculaire à l'axe du rotor en figure 2. La phase comprend un circuit magnétique formé par l'association d'un premier module 1 1 et d'un second module 12. Chacun des deux modules en forme de E présente trois branches: une branche centrale (11 1 , 121 ) et deux branches latérales (1 12-1 13, 122-123). Les deux modules sont disposés en vis-à-vis, les branches centrales étant dirigées l'une vers l'autre et constituant chacune un pôle stator.FIG. 1 represents a partial view of a phase 10 of the engine according to the invention. Phase 10 is also shown in section in a median plane P1 perpendicular to the axis of the rotor in FIG. 2. The phase comprises a magnetic circuit formed by the combination of a first module 1 1 and a second module 12. Each of the two E-shaped modules has three branches: a central branch (11 1, 121) and two lateral branches (1 12-1 13, 122-123). The two modules are arranged vis-à-vis, the central branches being directed towards each other and each constituting a stator pole.
Pour plus de visibilité sur la figure 2, le premier module 1 1 et le rotor 16 ne sont pas représentés.For more visibility in Figure 2, the first module 1 1 and the rotor 16 are not shown.
La phase comprend également une carcasse 13, de type monobloc et indéformable, en matière isolante. Par « indéformable », on entend « réalisé de manière à ce que l'on puisse réaliser des bobinages sur celui-ci sans déformation remarquable à l'œil ». La carcasse sert de support à un premier bobinage 14 et à un deuxième bobinage 15, dont les spires sont situées dans un plan moyen parallèle à l'axe du rotor 16 et perpendiculaire au plan médian. Les deux bobinages d'une même phase sont préférentiellement identiques et parcourus par un même courant, en entendant par là que les bobinages sont connectés en série, ou encore qu'ils sont connectés en parallèle sur une même tension d'alimentation. De préférence, afin de disposer d'une force magnétomotrice (nombre d'ampère-tours) suffisante pour la création d'une forte induction magnétique dans la zone contenant le rotor, l'épaisseur d'un bobinage (ou au moins la moyenne des épaisseurs) est au moins égale au diamètre du rotor.The phase also comprises a carcass 13, of monobloc type and dimensionally stable, insulating material. By "indeformable" is meant "made so that it can make windings on it without significant deformation to the eye." The carcass serves to support a first winding 14 and a second winding 15, whose turns are located in an average plane parallel to the axis of the rotor 16 and perpendicular to the median plane. The two coils of the same phase are preferably identical and traversed by the same current, meaning that the coils are connected in series, or that they are connected in parallel on the same supply voltage. Preferably, in order to have a magnetomotive force (number of ampere-turns) sufficient for the creation of a strong magnetic induction in the zone containing the rotor, the thickness of a winding (or at least the average of thicknesses) is at least equal to the diameter of the rotor.
La carcasse 13 comprend une portion centrale 131 , un premier flasque latéral 132 et un deuxième flasque latéral 133. La portion centrale et chaque flasque sont raccordés par une portion de carcasse non référencée, servant de moyeu à chaque bobinage.The carcass 13 comprises a central portion 131, a first lateral flange 132 and a second lateral flange 133. The central portion and each flange are connected by a non-referenced carcass portion, serving as a hub for each winding.
La portion centrale est munie d'un premier évidement traversant 134, de préférence cylindrique, apte à contenir une portion de rotor traversant la phase.The central portion is provided with a first through recess 134, preferably cylindrical, adapted to contain a rotor portion passing through the phase.
Outre sa partie sensiblement cylindrique, le premier évidement comporte avantageusement une première section complémentaire 135, et une deuxième section complémentaire 136, disposés de part et d'autre du premier évidement, perpendiculairement au rotor et aux branches centrales 111 et 121 des modules.In addition to its substantially cylindrical portion, the first recess advantageously comprises a first complementary section 135, and a second complementary section 136, disposed on either side of the first recess, perpendicular to the rotor and to the central branches 111 and 121 of the modules.
Chaque section complémentaire est de forme polygonale constituée par la superposition d'un rectangle et d'un trapèze de base égale au grand côté du rectangle. Une forme polygonale simplement triangulaire, ou trapézoïdale, conviendrait également. La figure 2 représente également le rotor 1 6 en coupe. Le rotor comprend un tube amagnétique 17, qui assure la rigidité du rotor. Dans la partie active de chaque phase, c'est-à-dire au moins en vis-à-vis des branches centrales des modules du circuit magnétique et donc en particulier dans le plan médian, le rotor comprend également une matière aimantée 17, par exemple un all iage Néodyme-Fer-Bore. Le tube amagnétique est en acier inoxydable ou en laiton. Il peut être strié de manière à limiter les courants induits.Each complementary section is of polygonal shape constituted by the superposition of a rectangle and a basic trapezium equal to the long side of the rectangle. A polygonal shape simply triangular, or trapezoidal, would also be suitable. Figure 2 also shows the rotor 1 6 in section. The rotor comprises a non-magnetic tube 17, which ensures the rigidity of the rotor. In the active part of each phase, that is to say at least in relation to the central branches of the modules of the magnetic circuit and therefore in particular in the median plane, the rotor also comprises a magnetized material 17, by example an alloy Neodymium-Iron-Boron. The non-magnetic tube is made of stainless steel or brass. It can be streaked so as to limit the currents induced.
Dans le plan méd ian , la carcasse supporte également un capteur magnétique 19, par exemple un bobinage d'induction ou un capteur à effet Hall . Ce capteur est avantageusement glissé dans l'une des sections complémentaires de l'évidement central : les dimensions du capteur fixant de préférence celles des sections complémentaires. En vue d'utiliser deux types différents de capteurs magnétiques, les sections complémentaires 135 et 136 peuvent avoir des sections différentes.In the median plane, the carcass also supports a magnetic sensor 19, for example an induction coil or a Hall effect sensor. This sensor is advantageously slid into one of the complementary sections of the central recess: the dimensions of the sensor preferably fixing those of the complementary sections. In order to use two different types of magnetic sensors, the complementary sections 135 and 136 may have different sections.
Le capteur 19 est sensible à une composante du flux normale au plan du capteur (ici défini par le grand côté du rectangle et perpendiculaire au plan médian). Le champ magnétique issu d'un pôle stator et rejoignant l'autre pôle stator, représenté à droite de la figure 1 par une seule ligne de champ H en trait pointillé, traverse le capteur dans les deux sens, relativement à cette direction normale, du fait de la parfaite symétrie du dispositif par rapport au plan médian P1 (et au plan perpendiculaire au plan du capteur). Il en résulte que le capteur est insensible au champ créé par le stator, et il ne traduit donc que le champ créé par le rotor. Cette structure permet donc de simplifier considérablement le captage d'information de position rotor, sans qu'il soit besoin d'utiliser les artifices de l'art antérieur. Bien entendu, le capteur peut être légèrement déplacé par rapport au plan médian, qui définit néanmoins la position optimale de celui-ci si le dispositif est parfaitement symétrique. La figure 1 représente le plan médian P1 , ainsi que la trace (en trait pointillé) du plan médian sur le deuxième module 12 dont seule est visible la branche latérale 123. La trace du plan médian apparaît également sur le premier flasque latéral 132. De manière plus précise, le plan médian P1 de la phase est à la fois perpendiculaire aux plans moyens des spires constituant les bobinages et perpendiculaire à l'axe du rotor.The sensor 19 is sensitive to a component of the flow normal to the plane of the sensor (here defined by the long side of the rectangle and perpendicular to the median plane). The magnetic field coming from a stator pole and joining the other stator pole, represented on the right of FIG. 1 by a single line of field H in dashed line, crosses the sensor in both directions, relative to this normal direction, of the makes the perfect symmetry of the device relative to the median plane P1 (and the plane perpendicular to the plane of the sensor). As a result, the sensor is insensitive to the field created by the stator, and thus only translates the field created by the rotor. This structure therefore makes it possible to considerably simplify the capturing of rotor position information, without the need to use the artifices of the prior art. Of course, the sensor may be slightly displaced relative to the median plane, which nevertheless defines the optimal position of the latter if the device is perfectly symmetrical. FIG. 1 represents the median plane P1, as well as the trace (in dashed line) of the median plane on the second module 12, of which only the lateral branch 123 is visible. The trace of the median plane also appears on the first lateral flange 132. From more precisely, the median plane P1 of the phase is both perpendicular to the average planes of the turns constituting the coils and perpendicular to the axis of the rotor.
La carcasse 13 est munie d'un deuxième évidement traversant 139, de section rectangulaire, permettant de loger la branche centrale du module correspondant.The carcass 13 is provided with a second through recess 139, of rectangular section, for accommodating the central branch of the corresponding module.
Les modules du circuit magnétique peuvent être réalisés chacun en une seule pièce (par exemple à l'aide d'une poudre ferromagnétique frittée) ou encore par assemblage de tôles.The modules of the magnetic circuit can be each made in one piece (for example using a sintered ferromagnetic powder) or by sheet metal assembly.
La figure 1 correspond au cas d'une fabrication de type monobloc.Figure 1 corresponds to the case of a monobloc type of manufacture.
II existe alors 3 entrefers dans une phase du moteur : l'entrefer central séparant les branches centrales de chaque module et deux entrefers, notés AG1 et AG2 séparant les branches latérales des deux modules. La présence des entrefers AG1 et AG2 ne nuit pas à la performance du moteur, dans la mesure où leur épaisseur est faible devant celle de l'entrefer central.There are then 3 air gaps in a motor phase: the central air gap separating the central branches of each module and two air gaps, denoted AG1 and AG2 separating the lateral branches of the two modules. The presence of air gaps AG1 and AG2 does not affect the performance of the engine, in that their thickness is small compared to that of the central air gap.
La fabrication des modules peut également être réalisée par empilement de part et d'autre du plan médian P1 de tôles formant chacune un E. On peut avoir intérêt à alterner le sens de montage des tôles de manière à ce que celles-ci soient entrelacées ou se recouvrent au niveau des branches latérales. Le recouvrement provient du fait qu'on donne une longueur différente à chacune des branches latérales d'une tôle, l'une supérieure et l'autre inférieure à la longueur permettant de recouvrir exactement une demi carcasse.The manufacture of the modules can also be carried out by stacking on either side of the median plane P1 of sheets each forming an E. It may be advantageous to alternate the direction of mounting of the sheets so that they are intertwined or overlap at the side branches. The recovery comes from the fact that we give a different length to each of the side branches of a sheet, one upper and the other less than the length to cover exactly one half carcass.
Du fait du recouvrement des tôles, les entrefers globaux des branches latérales disparaissent, court-circuités par les zones de recouvrement, même si subsistent les entrefers individuels AG1 et AG2 entre les tôles situées dans un même plan.Because of the overlap of the sheets, the overall air gaps of the lateral branches disappear, short-circuited by the overlapping areas, even if the individual air gaps AG1 and AG2 remain between the sheets located in the same plane.
De ce fait, tout ce passe comme si ne subsistait que l'entrefer central.As a result, everything goes on as if only the central air gap remained.
Cette disposition entrelacée contribue peu à la performance du moteur (comme indiqué ci-dessus, le rôle des entrefers latéraux est négligeable), mais peut donner une meilleure cohésion mécanique à l'ensemble, et réduire les vibrations parasites.This interlaced arrangement contributes little to the performance of the engine (as indicated above, the role of side air gaps is negligible), but can give a better mechanical cohesion to the assembly, and reduce parasitic vibrations.
La figure 3 représente un premier moteur 100 comprenant deux phases parallèles référencées 20 et 30 et un rotor cylindrique 40. L'ensemble est contenu dans un carter parallélépipédique, non représenté, assurant en particulier le maintien des modules magnétiques et supportant des paliers ou roulements guidant le rotor. Comme dans la figure 1 , les modules masquant les deuxièmes évidements ne sont pas représentés. Le rotor 40 est représenté dans le premier évidement et également sorti de son logement, de man ière à faire figurer les zones du rotor nécessitant une aimantation.FIG. 3 represents a first motor 100 comprising two parallel phases referenced 20 and 30 and a cylindrical rotor 40. The assembly is contained in a parallelepipedal casing, not shown, in particular ensuring the maintenance of the magnetic modules and supporting bearings or bearings guiding the rotor. As in Figure 1, the modules masking the second recesses are not shown. The rotor 40 is shown in the first recess and also out of its housing, so as to include areas of the rotor requiring magnetization.
Comme décrit dans l'art antérieur, il existe au moins une première zone d'aimantation 41 et une deuxième zone d'aimantation 42, chacune correspondant à une portion de phase. Préférentiel I em en t, la zone d'aimantation relative à chaque phase correspond à la partie de rotor en vis-à-vis des pôles stators. Les deux phases 20 et 30 étant alignées, il en résulte que les directions d'aimantation F1 et F2 des deux zones 41 et 42 doivent être perpendiculaires entre elles.As described in the prior art, there is at least one first magnetization zone 41 and a second magnetization zone 42, each corresponding to a phase portion. Preferred I em t, the magnetization area relative to each phase corresponds to the rotor portion vis-a-vis the stator poles. The two phases 20 and 30 being aligned, it As a result, the magnetization directions F1 and F2 of the two zones 41 and 42 must be perpendicular to one another.
La carcasse 13 est munie de moyens d'accrochage à une autre carcasse. Ces moyens d'accrochage comprennent par exemple des trous 137 et 138 parallèles à l'axe du rotor et pratiqués dans la portion centrale 131 , comme représenté en figure 1. La figure 3 représente aussi les moyens d'accrochage mutuel des deux phases, symbolisés par les trous traversants 337 et 338. Des dispositifs vis-écrou non représentés sont engagés dans ces trous pou r mainten ir les deux phases assemblées..The carcass 13 is provided with attachment means to another carcass. These attachment means comprise, for example, holes 137 and 138 parallel to the axis of the rotor and made in the central portion 131, as shown in FIG. 1. FIG. 3 also represents the means of mutual engagement of the two phases, symbolized by the through holes 337 and 338. Unrepresented screw-nut devices are engaged in these holes to hold the two assembled phases.
La figure 4 représente avec les mêmes conventions un deuxième moteur 200 comprenant deux phases croisées référencées 50 et 60 et un rotor cylindrique 70. Cette fois, les deux zones d'aimantation 71 et 72 du rotor sont aimantées dans des directions F3 et F4 parallèles entre elles.FIG. 4 represents, with the same conventions, a second motor 200 comprising two crossed phases referenced 50 and 60 and a cylindrical rotor 70. This time, the two magnetization zones 71 and 72 of the rotor are magnetized in parallel directions F3 and F4 between they.
Les moyens d'accrochage mutuel des phases sont différents du cas précédent. On utilise des encoches de maintien 201 et 202 permettant de caler chaque portion centrale dans les flasques latéraux de l'autre phase, et/ou des moyens de clippage mutuel 203 et 204.The mutual coupling means of the phases are different from the previous case. Holding notches 201 and 202 are used to wedge each central portion in the side flanges of the other phase, and / or mutual clipping means 203 and 204.
De tels moyens de clippage sont également utilisables dans le cas de la figure 3.Such clipping means can also be used in the case of FIG.
II est également possible d'assurer l'alignement des deux phases (ou leur positionnement croisé) en les disposant sur un posage permettant le surmoulage rigide de l'ensemble.It is also possible to ensure the alignment of the two phases (or their cross-positioning) by arranging them on a setting allowing the rigid overmoulding of the assembly.
Dans une variante des rotors 40 et 70, la matière aimantée occupe continûment tout le tube du rotor, ou au moins toute la portion de tube entrant dans les phases, et c'est simplement l'opération d'aimantation qui fixe les directions voulues F1 -F2 ou F3-F4 dans les zones d'aimantation. In a variant of the rotors 40 and 70, the magnetized material continuously occupies the entire rotor tube, or at least the entire portion of the tube entering the phases, and it is simply the magnetization operation which fixes the desired directions F1 -F2 or F3-F4 in the magnetization zones.

Claims

Revendications : Claims:
1. Moteur électrique (100) de manœuvre d'un élément d'occultation ou de protection solaire dans un bâtiment, comprenant au moins deux phases (10 ; 20, 30 ; 50, 60) et un rotor (16 ; 40 ; 70) aimanté commun aux deux phases, chaque phase étant relative à une portion de rotor (41 , 42 ; 71 ; 72) dans le sens de l'axe du rotor et comprenant deux bobinages (14, 15), caractérisé en ce que chaque phase comprend une carcasse (13) isolante sur laquelle sont réalisés les deux bobinages et présentant une portion centrale (131 ) séparant les bobinages, la portion centrale étant munie d'un premier évidement (134) traversant et apte à entourer une portion de rotor traversant la phase.An electric motor (100) for operating a concealment or sun protection element in a building, comprising at least two phases (10; 20; 30; 50; 60); and a rotor (16; 40; 70). magnet common to both phases, each phase being relative to a rotor portion (41, 42; 71; 72) in the direction of the rotor axis and comprising two coils (14, 15), characterized in that each phase comprises an insulating casing (13) on which the two windings are made and having a central portion (131) separating the windings, the central portion being provided with a first recess (134) passing through and capable of surrounding a rotor portion passing through the phase .
2. Moteur électrique selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque phase comprend un circuit magnétique comprenant un premier module (11 ) et un second module (12) disposés en vis-à-vis sur la carcasse, chaque module présentant une forme en E comprenant trois branches, la branche centrale d'un module formant un pôle stator et le diamètre du rotor étant inférieur à la longueur de la branche centrale.2. Electric motor according to claim 1, characterized in that each phase comprises a magnetic circuit comprising a first module (11) and a second module (12) disposed vis-à-vis the carcass, each module having a shape in E comprising three branches, the central branch of a module forming a stator pole and the diameter of the rotor being less than the length of the central branch.
3. Moteur électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque branche latérale (112, 113 ; 122, 123) d'un module recouvre au moins partiellement un même bobinage, et en ce que la branche centrale (111 ;121 ) est engagée dans un deuxième évidement (139) de la carcasse perpendiculaire au premier évidement et traverse le bobinage. 3. Electric motor according to the preceding claim, characterized in that each lateral branch (112, 113; 122, 123) of a module covers at least partially a same winding, and in that the central branch (111; 121) is engaged in a second recess (139) of the carcass perpendicular to the first recess and passes through the coil.
4. Moteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque module est monobloc et en ce qu'il subsiste trois entrefers entre les deux modules une fois ceux-ci assemblés.4. Electric motor according to claim 2 or 3, characterized in that each module is monobloc and in that there are three air gaps between the two modules once they are assembled.
5. Moteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque module est formé de tôles alternées et en ce qu'il subsiste un seul entrefer entre modules une fois ceux-ci assemblés, les tôles étant entrelacées dans deux zones de recouvrement des branches latérales des deux modules.5. Electric motor according to claim 2 or 3, characterized in that each module is formed of alternating plates and in that there remains a single air gap between modules once they are assembled, the sheets being interwoven in two overlapping areas side branches of the two modules.
6. Moteur électrique selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le deuxième évidement présente une section sensiblement rectangulaire.6. Electric motor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the second recess has a substantially rectangular section.
7. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque phase comprend au moins un capteur magnétique (19) activable par le rotor, ce capteur étant situé au niveau d'un plan médian de la phase, à la fois perpendiculaire aux pl a n s moyen s d es sp i res con stitu a nt l es bob i n ag es et perpendiculaire à l'axe du rotor.7. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that each phase comprises at least one magnetic sensor (19) activatable by the rotor, this sensor being located at a central plane of the phase, both perpendicular to the average ply s of sp es con stitu a nt the bob in ag es and perpendicular to the rotor axis.
8. Moteur électrique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier évidement comprend une section polygonale apte à loger le capteur magnétique.8. Electric motor according to the preceding claim, characterized in that the first recess comprises a polygonal section adapted to house the magnetic sensor.
9. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les carcasses comprennent des moyens (337, 338) d'accrochage mutuel.9. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the carcasses comprise means (337, 338) for mutual engagement.
10. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor comprend un tube (17) cylindrique et amagnétique dans lequel est logée une matière aimantée (18) au moins dans une partie de rotor destinée à être entourée par une phase.Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises a cylindrical tube (17) and non-magnetic device in which is housed a magnetic material (18) at least in a rotor portion to be surrounded by a phase.
11. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la moyenne des épaisseurs des bobinages d'une phase est au moins égale au diamètre du rotor.11. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the average thickness of the windings of a phase is at least equal to the diameter of the rotor.
12. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bobinages d'une phase sont identiques et parcourus par un même courant. 12. Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the windings of a phase are identical and traversed by the same current.
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