FR2645687A1

FR2645687A1 - Moteur electrique a commande magnetique sans collecteur

Info

Publication number: FR2645687A1
Application number: FR8906776A
Authority: FR
Inventors: Jong-Seob Lee
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1990-10-12
Also published as: US4943747A; JPH02237454A; GB8909327D0; GB2222729A; DE3913501A1

Abstract

Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur comprenant un rotor cylindrique 6 constitué au moins en partie d'un aimant permanent et installé dans un carter 8, une pluralité de noyaux magnétiques de champ 1, 2, 3, 4 montés fixes à l'intérieur du rotor cylindrique, des enroulements de champ L1, L2 bobinés autour des noyaux magnétiques de champ pour magnétiser ces derniers, et des capteurs de position SN, SN' pour détecter les positions des pôles magnétiques du rotor. Le démarrage peut donc être effectué très rapidement, le couple de rotation est très élevé et le circuit de commande électronique est très simple.

Description

La présente invention concerne un moteur à courant continu sans collecteur, et en particulier un moteur électrique sans collecteur dans lequel il est prévu un circuit de commande magnétique pour inverserla polarité des enroulements de champ ou d'induction selon les différentes positions angulaires du rotor.

Dans les moteurs usuels, des aimants de champ ou d'induction sont installés à l'intérieur du carter,et le rotor est installé concentriquement à l'arbre rotatif à l'intérieur de la série des aimants de champ. Ces moteurs électriques sont constitués de sorte que des enroulements sont bobinés sur le rotor pour établir des champs magnétiques, et un collecteur est donc nécessaire pour amener les courants électriques aux enroulements du rotor.

Plus précisément, on prévoit un balai et un collecteur qui est fixé au rotor, de sorte que le rotor engendre des champs magnétiques alternatifs au cours de la révolution du collecteur, les courants électriques étant amenés par l'intermédiaire dudit balai et du collecteur. Toutefois, dans ce type de moteur électrique, on rencontre l'inconvénient que les parties en contact entre le collecteur et le balai sont endommagées du fait des frottements en gendrés par le mouvement de rotation du collecteur.

Un moteur électrique du type sans contact est donc souhaitable. Dans les moteurs électriques du type sans contact proposés, on utilise des aimants permanents dans le rotor et on met le rotor en rotation par inversion répétée des pôles magnétiques des noyaux magnétiques de champ. Ce type de moteur est décrit dans la demande de brevet coréen n086-2085.Ce brevet décrit un moteur à courant continu sans balai,bipolaire,multiphasé, dans lequel chaque phase est pourvue d'un circuit de commande indépendant (commutateur électronique), d'un enroulement de champ indépendant et d'un capteur de position indépendant, d'une manière telle que les phases respectives sont con nectées en parallèle à une source d'alimentation commune en courant continu, et que chaque capteur est placé à l'intervalle d'un angle d'arbre, c'est-à-dire 2TTdivisé par le nombre de pôles et le nombre de phases. La position électrique du rotor est détectée au moyen des capteurs pour les phases électriques respectives, afin de fournir des signaux aux circuits de commande respectifs, de sorte que des courants d'excitation circulent dans les enroulements des phases-respectives.Ainsi, pour mettre efficacement le moteur en rotation, on détecte la position de la plaque de capteur et du capteur et on prévoit au moins trois phases ou plus, de sorte que l'angle électrique (1divisé par le nombre de phases) est déterminé par le nombre de phases et que l'ondulation du couple est améliorée lorsque le nombre de phases augmente. Cette structure est celle qui est décrite dans ladite demande de brevet coréen.

Toutefois, dans un moteur électrique de ce type; le nombre des noyaux magnétiques de champ est augmenté et au moins trois phases ou davantage sont nécessaires pour -les courants électriques. En outre, il faut un circuit de commande indépendant pour chaque phase et la constitution du moteur est donc très compliquée et le démarrage devient difficile.

La présente invention a donc pour objet de procurer un moteur électrique sans collecteur dans lequel le circuit de commande pour les noyaux magnétiques de champ est très simple.

Un autre objet de la présente invention est de procurer un moteur -électrique sans collecteur, dans lequel le couple de rotation est très élevé.

La présente invention a encore pour objet de procurer un moteur électrique sans collecteur, dont le démarrage peut hêtre très rapide.

Conformément à la présente invention, les objec tifs ci-dessus sont atteints par un moteur électrique qui comprend un rotor cylindrique constitué au moins partiellement d'un aimant permanent et installé dans un carter, une pluralité de noyaux magnétiques de champ installés dans ledit rotor cylindrique, des enroulements de champ bobinés autour desdits noyaux magnétiques de champ pour la magnétisation de ces noyaux, et des capteurs de position pour détecter les positions des pôles magnétiques du rotor.

Les noyaux magnétiques de champ ou d'induction contenus dans le rotor cylindrique sont prévus en nombre pair et lesdits noyaux magnétiques de champ sont disposés d'une manière telle que les noyaux adjacents présentent des pôles magnétiques mutuellement opposés du fait des sens opposés de circulation des courants électriques dans les noyaux magnétiques de champ adjacents. Plus pré cisément, si l'un des noyaux adjacents produit des pôles magnétiques + -, l'autre noyau produit des pôles magnétiques - +. En outre, afin d'effectuer un démarrage rapide et d'obtenir une vitesse de rotation régulière, les noyaux magnétiques de champ adjacents sont constitués de sorte qu'ils engendrent des champs magnétiques de grandeurs différentes, les uns par rapport aux autres.

De tels champs magnétiques de grandeurs différentes peuvent être obtenus en ce que les noyaux magnétiques de champ sont de dimensions différentes, ou en ce que les nombres de spires des enroulements pour des noyaux différents diffèrent entre eux.

Toutefois, les noyaux en opposition mutuelle sont construits de manière à engendrer des champs magnétiques de même grandeur, afin d'obtenir une rotation régulière du rotor.

Les capteurs de position, pour détecter les positions magnétiques du rotor, sont prévus en nombre pair et ils peuvent être installés sur la face intérieure de la paroi latérale du moteur.

Un circuit de commande, pour l'inversion de la phase électrique en réponse à la sortie des capteurs de position, est prévu à ltextérieur du moteur électrique.

La détermination de la position de ce circuit de commande n'est pas liée à la structure mécanique du moteur électrique.

Par conséquent, dans un moteur électrique cons titué comme décrit ci-dessus, si des courants électriques initiaux sont fournis pour démarrer le moteur, la position du pôle magnétique du rotor est alors détectée par l'un des capteurs de position et les noyaux magnétiques de champ sont magnétisés par les courants électriques qui circulent dans les enroulements des noyaux. A ce point, les pôles magnétiques des noyaux magnétiques de champ sont établis à des polarités opposées à celles des pôles de l'aimant permanent du rotor et, par conséquent, les forces de répulsion engendrées entre les noyaux magnétiques de champ et l'aimant permanent du rotor produisent un en
traînement initial.

Si le rotor tourne légèrement, alors la position du pôle magnétique du rotor est détectée par un autre capteur de position et un courant électrique est à nouveau fourni aux noyaux magnétiques de champ pour les magnétiser d'une manière telle que des forces de répulsion se produisent entre les noyaux magnétiques de champ et l'aimant permanent du rotor. Par conséquent, la rotation du rotor se poursuit. En outre, les champs magnétiques engendrés par les noyaux magnétiques de champ adjacents sont de grandeurs mutuellement différentes et, par conséquent, des champs magnétiques non uniformes sont engendrés dans le moteur électrique, ce qui facilite la rotation du moteur électrique.De plus, le point mort qu'on rencontre dans les moteurs électriques usuels (le point mort étant défini comme le point où les flux magnétiques de l'enroulement in ducteur et du rotor se croisent perpendiculairement ou existent parallèlement, de sorte qu'il ne peut pas se produire de force de rotation) n'existe pas dans le moteur électrique conforme à la présente invention, ce qui rend constante la vitesse de rotation du moteur.

Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description ci-après, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 illustre le moteur à courant continu usuel
la figure 2A est une vue de face en coupe de la partie essentielle du moteur électrique conforme à la présente invention
la figure 2B est une vue de face en coupe de la partie essentielle d'un autre mode de réalisation du moteur électrique conforme à la présente invention
la figure 2C illustre la constitution des circuits de commande magnétique pour le moteur électrique conforme à la présente invention
les figures 3A,3B,3C et 3D illustrent les états de fonctionnement du moteur électrique conforme à la présente invention
les figures 3E,3F,3G,3H illustrent les états de fonctionnement d'un autre mode de réalisation du moteur électrique conforme à la présente invention ;;
la figure 4A est une coupe de la structure assemblée du moteur électrique conforme à la présente invention ; et
la figure 4B est une coupe de la structure assemblée d'un autre mode de réalisation du moteur électrique conforme à la présente invention.

I1 doit être bien entendu,toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantee sont donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, don. ils ne constituent en aucune manière une limitation.

On se reporte a'abord à la figure 1 qui re présente-le moteur électrique usuel qui comprend un aimant d'induction ou de champ 10 installé dans un carter 9, et un rotor 12 tournant avec un arbre 15 à l'intérieur de l'aimant de champ 10. Le rotor 12 comporte des enroulements ae rotor 11, de sorte que le rotor engendre des champs magnétiques. L'amenée de courants électriques aux enroulements 11 du rotor est effectuée au moyen d'un balai 13 et d'un collecteur 14, à travers la partie de contact mobile entre le balai 13 et le collecteur 14.

Dans un tel moteur électrique usuel, des étincelles se produisent dans la partie de contact mobile sur le collecteur, et celui-ci peut donc être endommagé. En outre, la puissance dynamique est obtenue par l'intermédiaire de la rotation du rotor et il faut donc augmenter le diamètre du moteur si on veut obtenir une grande puissance dynamique tandis que, dans des servo-moteurs, on augmente la longueur axiale du rotor. Toutes ces caractéristiques constituent des facteurs d'accroissement du volume total du moteur. En outre, lesdites étincelles qui se produisent dans la partie de contact du collecteur engendrent un bruit et rendent le moteur sujet à des pannes fréquentes, ce qui entraîne des difficultés pour l'entretien du moteur. En particulier, l'encombrement du moteur constitue une limitation à la miniaturisation des appareils automatiques de précision.

On décrit maintenant en détail la constitution du moteur électrique conforme à la présente invention.

Avec référence à la figure 2A, un carter 8 entoure un rotor cylindrique 6 constitué par un aimant permanent et supporté par un arbre rotatif 7. Des noyaux magnétiques de champ fixes 1, 2, 3, 4 consistant en quatre noyaux en saillie, sont fixés à un cylindre 9 s'étendant axialement. Les noyaux magnétiques de champ 1, 2, 3, 4 comportent respectivement des enroulements de champ L1, L2, les enroulements de champ L1 pour les noyaux magnétiques de champ 1, 3 et les enroulements de champ L2 pour les noyaux magnétiques de champ 2, 4 étant alimentés d'une maniere telle que lesdits deux groupes d'enroulements L1, L2 engendrent des polarités magnétiques opposees pendant le fonctionnement du moteur électrique.

Des capteurs magnétiques SN, SN' de type miniature sont installés respectivement à une position immédiatement au-dessous du bord gauche de la paroi latérale du car te 8 et à une position juste au-dessous de la partie supérieure de ladite paroi latérale du carter 8, d'une ma nière telle que lesdits capteurs peuvent détecter les positions des poles magnétiques du rotor, la position relative entre les capteurs magnétiques étant déterminée par le nombre des noyaux magnétiques de champ ou par le nombre des pôles magnétiques de champ.

Dans le mode de réalisation de la figure 2B, les noyaux de champ 1, 2, 3,4 sont portés par le carter 8, et sont disposés autour du rotor 6, constitué par un aimant permanent monté sur un cylindre 5 solidaire d'un arbre axial 7. La disposition relative noyau de champ - rotor est donc l'inverse de celle de la figure 2A.

Les figures 2, 3 et 4 illustrent quatre noyaux magnétiques de champ, et un pôle N unique et un pôle S unique pour le rotor, mais le nombre de ces composants ainsi que la position et le nombre des capteurs magnétiques peuvent varier selon le couple requis et l'application.

La figure 2C illustre la relation entre les positions des capteurs magnétiques SN, SN' et les pôles magnétiques du rotor, basée sur l'hypothèse que le moteur est constitué comme illustré sur la figure 2A en ce qui concer ne les polarités électriques des enroulements de champ L1,
L2 et le séquencement de te.s de l'inversion des polarités des courants électriques.

Si le pôle S du rotor s'approche des capteurs magnétiques SN, SN', ils émettent une impulsion + d'une configuration d'onde sphérique, tandis que, si le pôle N du rotor s'approche des capteurs, leur emission est inversée et devient une impulsion
Des portes de déclenchement TI - T4 sont prévues pour declencher des protes de commutation TR3 - TR6, TR3' - TR6', et elles sont actionnées par la phase de l'impulsion des capteurs magnétiques. Ainsi, si la phase de l'impulsion du capteur magnétique est +, les portes de declenchement Tl,
T3 sont inversées de sorte que leur sortie est inversée à -, tandis que les portes T2, T4 restent à l'état normal.

D'autre -part, si la phase de l'impulsion du capteur magnétique est -, les portes de déclenchement T2, T4 sont inversées à un potentiel +, tandis que les portes de déclenchement opposées T1, T3 restent à l'état normal. Par conséquent, si la phase du capteur est +, les portes T1,
T3 sont conductrices et les protes T2, T4 sont non conductrices, tandis que, si la phase du capteur est -, les portes T2, T4 sont conductrices et les portes T1, T3 sont non conductrices.

Les portes de commutation TR3 - TR6, TR3' - TR6' sont constituées par des transistors et des éléments de commutation, et les portes TR3, TR3' et TR6, TR6' sont actionnées lorsque les portes de déclenchement T2, T4 sont dans un état d'inversion et d'amplification, c'est-à-dire lorsque la phase de l'impulsion du capteur magnétique est -, ce qui entraîne une commutation aux extrémités opp bes de l'enroulement de champ LI de sorte que la polarité électrique au point A de l'enroulement de champ L1 devient + et que la polarité électrique au point A' devient -, tandis que la polarité électrique au point B de l'enroulement de champ L2 devient également + et que la polarité electrique au point B' devient -.

D'autre part, si le pôle N du rotor s'éloigne de la position du capteur magnétique et si le pôle S du rotor s'approche du capteur magnétique, alors la phase du capteur magnétique est inversée de - à +, de sorte que les portes
T2, T4 sont maintenues dans l'état normal et que les portes
T1, T3 sont inversées, avec le résultat que les portes de commutation TR4, TR4' et TR5, TR5' sont déclenchées. Par suite, des commutations sont effectuées aux extrémités opposées des enroulements de champ L1, L2 d'une manière telle que les polarités électriques aux points A, B deviennent et que les polarités électriques aux points A', B' deviennent +.Ainsi, si le pôle S du rotor s'approche du capteur magnétique, alors la porte de commutation TR4 et la porte de commutation TR5 sont respectivement commutées sur un courant + et un courant - tandis que, si le pôle N du rotor s'approche du capteur magnétique, alors la porte de commutation TR3 et la porte de commutation TR6 sont respectivement commutées sur une phase + et unephase -. Ainsi, les polarités électriques aux extrémités opposées de l'enroulement de champ L1 sont déterminées par la phase de l'impulsion du capteur magnétique.

Simultanément également en ce qui concerne le capteur magnétique SN', si le pôle S du rotor s'approche de ce capteur, alors la porte de commutation TR4' et la porte de commutation TR5' sont respectivement commutées sur un courant + et un courant -, tandis que, si le pôle N du rotor s'approche du capteur magnétique SN', alors la porte de commutation TR31 et la porte de commutation TR6' sont respectivement commutées sur un courant + et un courant -.

Ainsi, les polarités électriques aux extrémités opposées de l'enroulement de champ L2 sont déterminées par la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN'.

Comme représenté sur la figure 2A, les enroule ments de champ L1 bobinés sur les noyaux magnétiques de champ 1, 3 et les enroulements de champ L2 bobinés sur les noyaux magnétiques de champ 2, 4 sont respectivement capables d'inverser leurs polarités, de sorte que les polarités magnétiques des noyaux magnétiques de champ sont déterminées par la position angulaire du rotor, ce qui provoque la rotation continue du rotor 6.

A la différence du moteur usuel dont la vitesse est commandée par réglage de la tension appliquée, on peut régler la vitesse de rotation du moteur électrique conforme à la présente invention simplement par temporisation du changement de la phase de l'impulsion émise par les capteurs magnétiques et il ne se produit donc pas de différence de couple entre la vitesse de rotation maximale et la vitesse de rotation minimale.

Un circuit imprimé de terminal de commande externe est prévu pour effectuer la commande de la vitesse de rotation et du sens de rotation et, s'il est nécessaire de commander une pluralité de moteurs à la même vitesse de rotation et dans le même sens de rotation, il suffit qu'un seul des moteurs électriques comporte les capteurs magnétiques SN, SN', de sorte que les impulsions de ces capteurs magnétiques peuvent être envoyées, par l'intermédiaire dudit terminal de connexion externe, à tous les autres moteurs électriques afin d'obtenir la même vitesse de rotation et le'même sens de rotation dans tous les moteurs électriques concernés.

Les figures 3 illustrent les états de fonctionnement du moteur électrique à commande magnétique sans collecteur, fonctionnant sur la base du principe décrit cidessus. Les figures 3A à 3D illustrent le fonctionnement du moteur de la figure 2A, tandis que les figures 3E à 3H illustrent le fonctionnement du moteur de la figure 2B.

La figure 3A illustre un état dans lequel le pôle
S du rotor 6 s'approche du capteur magnétique SN. Dans ce cas., le pôle N du rotor s'approche du capteur magnétique
SN' et, par conséquent, comme représenté sur la figure 2C dans laquelle les polarités électriques aux extrémités opposées de l'enroulement de champ Ll sont déterminées par la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN, la porte de déclenchement T2 est inversée pour déclencher les portes de commutation TR4, TR5, puisque la phase d'impulsion du capteur magnétique SN est +, du fait que le pôle S du rotor s'approche du capteur magnétique SN.Ainsi, des commutées tions sont effectuées aux extrémités opposées de l'enroulement de champ L1 d'une maniere telle que la polarité électrique au point A de l'enroulement de champ L1 devient - et que la polarité électrique au point A' devient +. En outre, les enroulements de champ L1 sont bobinés sur les noyaux magnétiques de champ 1, 3 d'une manière telle que, si le point A et le point A' ont respactivement une polarité - et une polarité +, alors le noyau magnétique de champ 1 établit le pôle N et le noyau magnétique de champ 3 établit le pôle
S.Par conséquent, si le pôle S du rotor s'approche du capteur magnétique SN, alors le noyau magnétique de champ 1 et le noyau magnétique de champ 3 sont magnétisés pour produire respectivement le pôle N et le pôle S.

Dans l'intervalle, Si le capteur magnétique SN' est approché par le pôle N du rotor, le capteur magnétique
SN' émet une impulsion de phase -. Par conséquent, comme représenté sur la figure 2C, la porte de déclenchement T4 est inversée, à travers une résistance, par l'impulsion du capteur SN' pour déclencher les portes de commutation TR3',
TR6' à travers des résistances. Ainsi, des commutations sont effectuées d'une manière telle que la polarité électrique au point B de ltenroulement de champ L2 devient + et que la polarité électrique au point B' devient - avec le résultat que le noyau magnétique de champ 2 et le noyau magnétique de champ 4 sont magnétisés pour établir le pôle
S et le pôle N respectivement, du fait du sens du courant qui circule dans les enroulements de champ.

Ainsi, comme représenté sur la figure 3A, les noyaux magnétiques de champ 1, 2, 3 et 4 sont magnétisés pour établir les pôles N, S, S, N respectivement et, par conséquent, les noyaux magnétiques de champ 1, 3 sont soumis à des interactions de répulsion avec le pôle magnétique du rotor, tandis que les noyaux magnétiques de champ 2, 4 sont soumis à des interactions d'attraction avec le pôle magnétique du rotor, puisque la polarité des premiers est la même que celle du rotor et que la polarité des derniers est différente de celle du rotor. Comme les noyaux magnétiques de champ sont immobilisés, le rotor 6 tourne donc continuellement, ainsi quel'arbre 7.

La figure 3B illustre un état dans lequel le pôle S du rotor 6 s'approche a la fois des capteurs magnétiques SN, SN'. Dans ce cas, la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN est +, ce qui produit la même polarité électrique que celle de l'enroulement de champ L1 de la figure 3A et, par conséquent, le noyau magnétique de champ 1 et le noyau magnétique de champ 3 sont magnétisés pour établir les pôles N et S respectivement.

Pendant ce temps, comme pour les noyaux magnétiques de champ 2, 4 puisque la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN' est+, la porte de déclenchement T3 est inversée pour déclencher les portes de commutation TR4',
TR6', ce qui effectue les commutations d'une manière telle que la polarité électrique au point B' de l'enroulement de champ L2 devient + et quela polarité électrique au point B devient -. Ainsi, du fait du sens du courant électrique circulant dans l'enroulement de champ L2 bobiné sur les noyaux magnétiques de champ 2, 4, les noyaux magnétiques de champ 2, 4 sont magnétisés de manière à établir des pôles magnétiques opposés à ceux de la figure 3A, les polarités des noyaux magnétiques de champ 2 et 4 devenant ainsi respectivement N et S sur la figure 3B.Par conséquent, le noyau magnétique de champ 1 présentant le pôle N exerce une force de répulsion contre le pôle N du rotor 6 et, en même temps, il attire le centre du pôle S du rotor vers lui, tandis que le noyau magnétique de champ 3 possédant le pôle
S exerce une force de répulsion contre le pôle S du rotor, et, en même temps, il attire le centre du pôle N du rotor.

D'autre part, les noyaux magnétiques de champ 2, 4, qui ont tous deux la même polarité que la polarité du rotor, exercent des forces de répulsion contre les pôles du rotor et, simultanément, du fait des actions des noyaux magnétiques de champ 1, 3, le noyau 2 et le noyau 4 poussent les pôles du rotor vers le noyau 3 et vers le noyau 1 respectivement, de sorte que le rotor 6 et l'arbre 7 tournent continuellement.

La figure 3C illustre un état dans lequel la position angulaire du rotor est en opposition par rapport à la position de la figure 3A. Sur la figure 3C, le pôle N du rotor s'approche du capteur magnétique SN et, par conséquent, la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN est - tandis que la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN' est +, puisque le pôle S du rotor s'approche du capteur magnétique SN'.

Par conséquent, les noyaux magnétiques de champ 2 et 4 sont magnétisés de manière à établir les pôles N et
S respectivement, c'est-à-dire avec les mêmes polarités que celles de la figure 3B. En outre, puisquelaphase de l'impulsion du capteur magnétique SN est -, la porte de déclenchement T2 est inversée pour déclencher les portes de commutation TR3, TR6, ce qui effectue des commutations d'une manière telle que la polarité électrique au point A de l'enroulement de champ L1 devient + et que la polarité électrique au point A' devient -. Ainsi, le courant électrique circule dans l'enroulement de champ L1 en sens inverse de celui de la figure 3B et, par conséquent, les noyaux magnétiques de champ 1 et 3 sont magnétisés de manière à établir les pôles S et N respectivement.

A ce point, puisque les noyaux magnétiques de champ 2 et 4 sont magnétisés pour établir les pôles N et S respectivement, le noyau magnétique de champ 1 ayant la même polarité que celle du rotor repousse le rotor, le noyau magnétique de champ 2 attire le pôle S du rotor, le noyau magnétique de champ 3 comportant le pôle N repousse le pôle
N du rotor et le noyau magnétique de champ 4 ayant le pôle
S attire le pôle N du rotor, ce qui fait tourner le rotor 6 et l'arbre 7 dans le sens de la flèche. A partir de l'état ci-dessus, si le pôle N du rotor s'approche du capteur magnétique SN', alors la polarité électrique de l'enroulement de champ L2 est inversée.

Dans la situation de la figure 3D, les pôles du rotor sont situés de façon opposée, comparativement à la position de la figure 3B, et le pôle N du rotor s'approche des deux capteurs magnétiques SN, SN t de sorte que toutes les phases des impulsions des capteurs magnétiques devien-.

nent -.

Dans ce cas, la phase d'impulsion du capteur magnétique SN est -, comme indiqué ci-dessus , et, par conséquent, la porte de déclenchement T2 est inversée pour déclencher les portes de commutation TR3, TR6, ce qui provoque des commutations d'une manière telle que la polarité électrique au point A de l'enroulement de champ L1 devient + et que la polarité électrique au point A' devient -, avec le résultat que les noyaux magnétiques de champ 1 et 3 sont magnétisés pour établir les pôles S et N respectivement.

En même temps, la phase de l'impulsion du capteur magnétique SN' est également - et, par conséquent, la porte de déclenchement T4 est inversée pour déclencher les portes de commutation TR3', TR6', ce qui provoque des commutations d'une manière telle que la polarité électrique au point D de l'enroulement de champ L2 devient + et que la polarité électrique au point B' devient -.Par suite, les noyaux de champ magnétique 2 et 4 sont magnétisés pour établir les pôles S et N respectivement et, en conséquence, il en résulte que le noyau magnétique de champ 1 ayant le pôle S repousse le pôle S du rotor et attire en même temps le pôle N du rotor, le noyau magnétique de champ 2 ayant le pôle S repousse le pôle S du rotor pour le pousser à la position du noyau magnétique de champ 3, et le noyau magnétique de champ 3 ayant le pôle N repousse le pôle N du rotor pour le pousser à la position du noyau magnétique de champ 4 tout en attirant en même temps le pôle S du rotor.

Le noyau magnétique de champ 4 présentant le pôle
N repousse le pôle N du rotor et, par suite, les directions d'interaction des noyaux magnétiques de champ 2, 4 sont les mêmes que celles des noyaux magnétiques de champ 1, 3. Par conséquent, le rotor 6 et l'arbre 7 tournent toujours dans le même sens. Les actions illustrées respectivement sur les figures 3A, 3B, 3C et 3D se répètent et le moteur électrique à commande magnétique sans collecteur conforme à la présente invention tourne donc continuellement.

La description qui vient d'être faite pour les figures 3A à 3D est directement transposable aux figures 3E à 3H.

Les figures 4A et 4B représentent un ensemble complet de moteur électrique à commande magnétique sans collecteur fonctionnant sur la base des principes décrits ci-dessus, en coupe et à l'état assemblé, correspondant respectivement au mode de réalisation de la figure 2A et a celui de la figure 2B.

Dans les figures 4A et 4B, des noyaux magnétiques de champ 18 qui peuvent recevoir des enroulements de champ 19 sont montés de façon fixe sur la surface circonférentielle intérieure d'un carter 16, 16'. Des paliers 22, 22' sont prévus aux centres des parois latérales des car ters 16, 16' afin de supporter de façon tournante un arbre 25. Sur la partie centrale de cet arbre 25, un noyau de rotor 21 est emmanché à la presse et il porte un aimant permanent cylindrique 20, Ainsi, l'aimant permanent 20 et le noyau de rotor 21 constituent le rotor. Des capteurs magnétiques 26, 26' sont installés sur la face intérieure de la paroi latérale du carter 16', à un angle approprié tenant compte de la disposition polaire du rotor.Sur la paroi extérieure du carter 16' est installéeuneplaquette de circuit de commande magnétique 28 et cette plaquette 28 est protégée par une paroi extérie ure 16"du carter 16'.

Dans le mode de réalisation de la figure 4B, si le moteur requis est de petite dimension, alors on peut supprimer le noyau de rotor 21 et on peut monter directement l'aimant permanent 20 sur l'arbre 25. Dans le cas de moteurs de moyenne dimension, ou de grande dimension, le noyau de rotor 21 peut être prévu à l'intérieur de l'aimant permanent 20 pour des raisons économiques, la matière du noyau de rotor étant de l'aluminium ou analogue.

Comme décrit ci-dessus, le moteur électrique à commande magnétique conforme à la présente invention évite le collecteur qui provoque beaucoup de difficultés dans les moteurs usuels, et le dispositif suivant la présente invention ne nécessite par un inverseur de commande séparé ou des moyens analogues qui sont nécessaires dans un servomoteur à circuit intégré ou un moteur pas-a-pas. En outre, les circuits du moteur électrique suivant la présente invention sont simples et tous les circuits nécessaires peuvent être contenus à l'intérieur du moteur. De plus, le moteur électrique conforme à la présente invention est de structure très simple et il utilise seulement des composants, tels que les capteurs magnétiques et les portes, qui sont disponibles dans le commerce, ce qui permet une fabrication économique. En outre, le moteur électrique suivant la présente invention ne nécessite pas d'interven tion d'entretien et il peut donc être utilisé de façon sûre dans divers appareils automatiques.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention n'est pas limitée à ses modes de réalisations et d'application qui viennent d'être décrits ; elle en embrasse toutes les variantes qui peuvent apparaître aux hommes de l'art sans s'écarter du cadre ni de la portée de l'invention.

Claims

Revendications

un circuit de commande pour inverser la magnétisation des noyaux magnétiques de champ en réponse à la détection des positions magnétiques du rotor par les capteurs magnétiques.

des capteurs magnétiques (SN,SN') pour détecter les positions des pôles magnétiques de l'aimant permanent du rotor ; et

des noyaux magnétiques de champ ou d'induction (1,2,3,4) placés dans ledit rotor, qui produisent des champs magnétiques dont les grandeurs diffèrent entre les noyaux magnétiques de champ adjacents, et qui produisent des champs magnétiques dont la grandeur est la même entre les noyaux magnétiques de champ mutuellement opposés ;

un rotor cylindrique creux (6) contenu à l'intérieur d'un carter (8) et constitué au moins d'un aimant permanent

1. Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur, caractérisé en ce qu'il comprend

un circuit de commande pour magnétiser les noyaux magnétiques de champ en réponse aux signaux émis par des capteurs magnétiques qui détectent la position de l'aimant permanent du rotor.

un rotor (6) constitué au moins partiellement par un aimant permanent et installé à l'intérieur de l'ensemble des noyaux magnétiques de champ ; et

des noyaux magnétiques de champ (1,2,3,4) qui font saillie à partir de la surface circonférentielle intérieure d'un carter (8) du moteur et qui établissent des champs magnétiques de grandeurs respectivement différentes de celles des noyaux magnétiques de champ adjacents, et qui établissent des champs magnétiques de même grandeur que celle du noyau magnétique de champ situé à l'opposé
2. Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur, caractérisé en ce qu'il comprend
3. Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des champs magnétiques de grandeurs différentes sont produits par les noyaux magnétiques de champ de dimensions différentes.
4. Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des champs magnétiques de grandeurs différentes sont engendrés du fait de différences entre les volumes des enroulements de champ (L1,L2) bobinés sur les noyaux magnétiques de champ.
5. Moteur électrique à commande magnétique sans collecteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits capteurs magnétiques sont des détecteurs de position.