FR2601203A1 - Moteur electrique plat avec une bobine de stator annulaire - Google Patents
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Abstract
MOTEUR ELECTRIQUE MUNI D'UN ROTOR 20, D'UN CORPS DE STATOR ET DE BOBINES DE STATOR ANNULAIRES 44A, 44B. LE CORPS DE STATOR EST CONSTITUE PAR UNE PARTIE DE STATOR CENTRALE 24A, 24B DISPOSEE COAXIALEMENT AUTOUR D'UN AXE DE ROTOR 18 ET UNE PLURALITE DE DENTS DE STATOR. LES DENTS DE STATOR PRESENTENT UNE PARTIE PROXIMALE 28 FIXEE A LA PARTIE DE STATOR CENTRALE ET UNE PARTIE DISTALE 30 PRESENTANT UNE SURFACE POLAIRE AXIALE 30A SERVANT A COOPERER AVEC UN ANNEAU A AIMANTATION AXIALE 20A DU ROTOR. LA MOITIE DES DENTS DE STATOR PREVUES PRESENTE EN OUTRE UNE PARTIE AXIALE 42 S'ETENDANT ENTRE LA PARTIE PROXIMALE ET LA PARTIE DISTALE DES DENTS DE STATOR CONCERNEES, DU FAIT QUE LES PARTIES PROXIMALES ET LES PARTIES DISTALES DE CES DENTS DE STATOR SONT SITUEES DANS DES PLANS RADIAUX DECALES DANS LE SENS AXIAL. LES BOBINES DE STATOR SONT DISPOSEES DANS L'ESPACE SEPARANT LA PARTIE DE STATOR CENTRALE DES PARTIES DE DENT AXIALES.
Description
L'invention concerne un moteur électrique muni d'un rotor pouvant tourner
autour d'un axe de rotor et comportant un anneau à aimantation permanente aimanté dans le sens axial, d'un stator muni d'un corps de stator constitué par une partie de stator centrale disposée coaxialement autour de l'axe de rotor ainsi que par des dents de stator, les dents de stator comportant chacune une partie proximale fixée à la partie de stator centrale et s'étendant au moins globalement dans le sens radial, ainsi qu'une partie distale réunie à celle-ci et présentant une 10 surface polaire, toutes les surfaces polaires étant situées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotor et coopèrant avec
le rotor à travers un entrefer, et d'au moins une bobine de stator.
Un tel moteur est connu de la demande de brevet néerlandais No 8501519 (PHN 11.045; qui est censée être incorporée à titre de référence à la présente demande). Le moteur connu comporte un noyau feuilleté de stator plat en forme d'étoile muni de dents de stator s'étendant dans le sens radial et constituées chacune par une partie proximale entourée d'une bobine de stator et une partie distale présentant une surface polaire axiale. Dans le moteur connu, chaque dent de stator est donc muni d'un enroulement. Pour un stator qui ne comporte qu'un petit nombre de dents de stator, cela ne doit pas nécessairement être inopportun, mais si le moteur électrique nécessite un grand nombre de dents de stator, l'enroulement des dents de stator séparées conduit à un stator compliqué exigeant une méthode de
fabrication compliquée et donc coûteuse.
Or, l'invention vise à fournir un moteur du genre défini dans le préambule, dans lequel le stator est d'une construction telle qu'on peut utiliser en principe tout nombre 30 désiré de dents de stator sans que cela provoque des problèmes
particuliers lors de la fabrication du stator.
A cet effet, le moteur électrique conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'au moins plusieurs d'entre les dents de stator présentent une partie axiale, s'étendant entre la partie proximale et la partie distale des dents de stator concernées, dents de stator dont la partie 5 proximale et la partie distale sont situées dans des plans radiaux différents, décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens axial, alors que, dans l'espace séparant la partie de stator centrale des différentes parties de dent axiales, la bobine de stator
est disposée coaxialement autour de l'axe de rotor.
Dans le moteur conforme à l'invention, les dents de
stator elles-mêmes ne sont donc pas entourées d'un enroulement, ce qui donne une grande liberté de choix du nombre de dents de stator.
Un mode de réalisation avantageux, dans lequel le moteur est muni d'un nombre pair de dents de stator, est caractérisé en ce que la moitié des dents de stator prévues
présente ladite partie axiale, les dents de stator concernées étant disposées régulièrement entre les autres dents de stator.
Ce mode de réalisation peut être réalisé sous la forme d'un moteur monophasé à courant alternatif ou à courant 20 continu, cas dans lequel le corps de stator peut être d'une
construction particulièrement simple.
Un mode de réalisation préférentiel est caractérisé en ce que plusieurs d'entre les parties proximales des dents de stator qui présentent ladite partie axiale sont situées 25 dans un premier plan radial décalé dans un premier sens axial par rapport au plan radial dans lequel sont situées les parties distales et en ce que le reste des parties proximales des dents de stator concernées sont situées dans un second plan radial décalé dans un second sens axial par rapport au plan radial dans lequel sont 30 situées les parties distales, alors que, pour une réalisation polyphasée du moteur, au moins une autre bobine de stator est disposée coaxialement autour de l'axe de rotor dans l'espace séparant la partie de stator centrale des parties de dent axiales. Ce mode de réalisation convient très bien pour être
réalisé sous la forme d'un moteur biphasé à courant continu.
Dans ce cas, le corps de stator est de préférence constitué par deux éléments séparés superposés dans le sens axial, chacun de ces éléments étant constitué par une plaque ferromagnétique façonnée adéquatement par des opérations mécaniques telles que le découpage et 1,estampage. De préférence, lesdits éléments comportent chacun la moitié du nombre total de dents de stator, alors que, lors de l'assemblage de ces éléments pour la formation du corps de stator, les dents de stator de l'un des éléments sont disposées entre les dents de stator de l'autre élément. Dans ces conditions, il est avantageux, 10 de mettre en place les bobines de stator avant de superposer les éléments. Pour diminuer des pertes éventuelles dues à des courants de Foucault, un autre mode de réalisation est
caractérisé en ce que ladite plaque est constituée par des lames 15 superposées.
La description suivante, en regard du dessin annexé,
permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en plan d'un corps de stator 20 d'un premier mode de réalisation du moteur conforme à l'invention. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la
figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective du corps de stator 25 de la figure 1.
La figure 4 est une vue en perspective du corps de stator
de la figure 1, muni d'une bobine de stator.
La figure 5 est une vue en perspective d'un corps de
stator d'un second mode de réalisation du moteur conforme à 30 l'invention.
La figure 6 représente le second mode de réalisation
en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5.
Le corps de stator 2 des figures 1 à 4 est constitué par une partie de stator centrale 4 et six dents de stator 6A, 6B, 6C, 35 6D, 6E et 6F fixées à la partie de stator 4. La partie de stator 4 et les dents de stator 6A à 6F sont d'une seule pièce réalisée par découpage et déformation d'une tôle ferromagnétique. Les dents de stator 6A à 6F sont constituées d'une partie proximale 8 contiguë à une portion radiale ou axiale de la partie de stator centrale 4, ainsi que d'une partie distale 10 se terminant à l'extrémité libre des dents de stator. Les parties distales 10, qui présentent des surfaces polaires axiales 10A, sont toutes situées dans un même plan radial, tandis que les parties proximales 8 sont situées alternativement dans deux plans décalés dans le sens axial, les parties proximales des dents de stator 6A, 6C et6E étant situées dans le même plan que les parties distales 10. Les 10 autres dents de stator, à savoir celles indiquées par les références 6B, 6D et 6F, présentent une partie axiale 12 s'étendant entre la partie proximale 8 et la partie distale 10 et enjambant la distance axiale comprise entre la partie proximale et la partie distale, les différentes parties de dent axiales 12 étant situées sur une surface cylindrique imaginaire. Sur la partie de stator centrale 4, est enroulée une bobine de stator 14 (voir - figure 4) remplissant l'espace séparant la partie de stator centrale des parties de dent axiales 12. La partie de stator présente une ouverture centrale 16 servant à recevoir un palier non représenté 20 pour un rotor. L'ensemble décrit du corps de stator et de la bobine de stator peut être utilisé, par exemple, dans un moteur
monophasé à courant alternatif.
Le moteur électrique conforme à l'invention tel que représenté sur la figure 6 et dont l'ensemble du corps de stator 25 et des bobines de stator est représenté séparément sur la figure , est un moteur biphasé à courant continu dépourvu de balais. Le moteur comporte un rotor 20 pouvant tourner autour d'un axe de rotor 18 et constitué par un disque ferromagnétique et un anneau à aimantation permanente 20 A aimanté dans le sens axial, rotor qui est 30 muni de 18 pôles. De plus, le moteur comporte un corps de stator 22 constitué par deux éléments distincts et présentant deux parties de stator centrales 24A et 24B et douze dents de stator 26A à 26L. L'une, 24A, des parties de stator centrales présente six dents
de stator 26A à 26F, alors que l'autre partie centrale 24B 35 présente les autres dents de stator 26G à 26L.
Toutes les dents de stator 26A à 26L sont munies d'une partie proximale 28 et d'une partie distale 30, la partie proximale étant fixée aux parties de stator centrales 24A, 24B, alors que la partie distale est située à l'extrémité libre des dents de stator et présente une surface polaire 30A servant à coopérer avec le rotor 20. Vues dans le sens axial, les deux parties centrales 24A et 24B du corps de stator sont superposées et sont tournées l'une par rapport à l'autre de façon que les parties distales 30 des dents de stator 26A à 26F soient situées entre les parties distales 30 des dents de stator 26G à 26L. De plus, la dimension axiale des parties centrales du corps de stator est telle que toutes les parties distales 30 sont situées dans un même plan radial s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotor 18, de sorte que les surfaces polaires 30A sont situées, elles aussi, dans un même plan radial. Lesdites parties proximales 28 sont situées dans trois plans radiaux différents décalés dans le sens axial. Dans ces conditions, les parties proximales 28 des dents de stator 26A, 26C, 26E, 26G, 26I et 26K sont situées dans le même plan radial que les parties distales 30. Les parties proximales 28 des autres dents de stator, à savoir 26B, 26D, 26F d'une part et 26H,26J, 26L d'autre part, sont situées dans des plans radiaux décalés respectivement dans des premier et second sens axiaux par rapport au plan dans lequel sont situées les parties distales 30. A cet effet, les dents de stator 26B, 26D, 26F, 26H, 26J et 26L sont munies d'une partie axiale 42 qui enjambe la distance axiale entre la partie proximale 28 et la partie 25 distale 30. Les parties axiales 42 sont situées sur une surface
cylindrique imaginaire.
Dans l'espace séparant la partie de stator centrale 24A des parties de stator axiales 42 des dents de stator 26B, 26D et 26F, est disposée une première bobine de stator annulaire 44A, alors 30 que dans l'espace correspondant séparant la partie 24B des parties de stator axiales 42 des dents de stator 26H, 26J et 26L, est
disposée une seconde bobine de stator annulaire 44B.
Dans l'exemple de réalisation envisagé, les dents de stator 26A à 26L ne sont pas nettement radiales mais, vues à partir de l'axe de rotor 18, elles sont tournées sous un petit angle par rapport au sens radial. Grâce à cette mesure, les dents de stator de réalisations différentes peuvent être interposées les unes entre les autres avec une efficacité optimale, ce qui permet d'utiliser des parties de stator centrales de faible diamètre. Pour limiter des pertes dues à des courants de Foucault, il peut être avantageux, dans certaines circonstances, de réaliser le corps de stator 22 sous la forme d'un noyau feuilleté. Au moyen de connexions non indiquées, telles que des broches métalliques ou plastiques, le corps de stator 22 peut être fixé à un support 46 qui peut être réalisé sous la forme d'une platine à pistes métallisées. Dans le support 46, est pratiqué un évidement 48 servant à recevoir une partie du corps de stator 22 et de la bobine 44A. Les parties de stator centrales 24A et 24B sont séparées par un coussinet 48 pour l'axe de rotor 18, coussinet qui fait en même temps fonction de manchon d'écartement. Le moteur plat de la figure 6, qui peut être utilisé, par exemple, dans des appareils audio, tels que des lecteurs/enregistreurs de disques compacts, et dans des appareils de stockage de données, tels que des lecteurs/enregistreurs de disquettes, est de construction et de fabrication très simples. Le 20 corps de stator peut être découpé en deux moitiés dans une tôle ferromagnétique, par exemple une tôle feuilletée, après quoi chaque moitié est munie d'un enroulement et, ensuite, les moitiés sont assemblées et fixées sur le support qui a déjà été muni préalablement de l'électronique requise. Ensuite, on 25 peut ajouter le rotor. Bien que le moteur ait été représenté dans une réalisation biphasée à 12 dents de stator et à 18 pôles magnétiques, l'invention n'est nullement limitée à ces nombres.
Claims (5)
1. Moteur électrique muni - d'un rotor (20) pouvant tourner autour d'un axe de rotor (18) et comportant un anneau à aimantation permanente (20A) aimanté dans le 05 sens axial, - d'un stator muni d'un corps de stator (2; 22) constitué par une partie de stator centrale (4; 24A, 24B) disposée coaxialement autour de l'axe de rotor ainsi que par des dents de stator (6A-6F; 26A-26F), les dents de stator comportant chacune une partie proximale (8; 28) 10 fixée à la partie de stator centrale et s'étendant au moins globalement dans le sens radial, ainsi qu'une partie distale (10; 30) réunie à celle-ci et présentant une surface polaire (10A; 30A) toutes les surfaces polaires étant situées dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotor et coopérant avec le rotor à travers un entrefer, et 15 - d'au moins une bobine de stator (14; 44A, 44B) caractérisé en ce qu'au moins plusieurs d'entre les dents de stator présentent une partie axiale (12; 42), s'étendant entre la partie proximale et la partie distale des dents de stator concernées, dents de stator dont la partie proximale et la partie distale sont situées 20 dans des plans radiaux différents, décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens axial, alors que, dans l'espace séparant la partie de stator centrale des différentes parties de dent axiales, la bobine de
stator est disposée coaxialement autour de l'axe de rotor.
2. Moteur électrique selon la revendication 1, muni d'un nombre pair de dents de stator, caractérisé en ce que la moitié des dents de stator (6B, 6D, 6F; 26B, 26D, 26F et 26H, 26J, 26L) prévues présente ladite partie axiale (12; 42), les dents de stator concernées étant disposées régulièrement entre les autres dents de stator (6A, 6C, 6E;
26A, 26C, 26E, 26G, 26I, 26K).
3. Moteur électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que plusieurs d'entre les parties proximales (26B, 26D, 26F) des dents de stator qui présentent ladite partie axiale (42) sont situées dans un premier plan radial décalé dans un premier sens axial par rapport au plan radial dans lequel sont situées les parties distales 35 (30) et en ce que le reste des parties proximales (26H, 26J, 26L) des dents de stator concernées sont situées dans un second plan radial décalé dans un second sens axial par rapport au plan radial dans lequel sont situées les parties distales, alors que, pour une réalisation polyphasée du moteur, au moins une autre bobine de stator (44A, 44B) est 05 disposée coaxialement autour de l'axe de rotor (18) dans l'espace séparant la partie de stator centrale (24A, 24B) des parties de dent axiales.
4. Corps de stator servant à être utilisé dans un stator d'un moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins plusieurs d'entre les dents de stator et au moins une partie de la partie de stator centrale sont d'une seule pièce formée à partir d'une
plaque en matériau ferromagnétique.
5. Corps de stator selon la revendication 4, caractérisé en ce
que ladite plaque est constituée par des lames superposées.
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