FR2808934A1 - Moteur a courant continu sans collecteur a enroulement radial et entrefer radial et procede d'execution de l'enroulement radial - Google Patents
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Abstract
Le moteur comprend une carcasse de stator radiale 200 comportant plusieurs bras polaires 201a, 201b, 201c, 201d en nombre pair, un premier fil conducteur 210 et un second fil conducteur 220, les deux fils conducteurs étant enroulés d'une manière simultanée et continue autour des bras polaires successivement de façon à former un enroulement et à former au moins deux connexions au moyen des deux extrémités 211, 212 du premier fil et des deux extrémités 221, 222 du second fil, lesdites connexions étant adaptées pour être connectées à un circuit de commande, l'enroulement situé sur la carcasse de stator coopérant avec le circuit de commande pour produire des champs magnétiques alternatifs suivant une direction radiale de la carcasse de stator afin d'entraîner un rotor à pôles magnétiques N et S.
Description
<U>Moteur courant continu sans collecteur à en-</U> <U>roulement radial et entrefer radial et procédé</U> <U>d'exécution de l'enroulement radial</U> <U>Arrière plan de l'invention</U> <U>1. Domaine de l'invention</U> La présente invention concerne un moteur à cou rant continu sans collecteur à enroulement radial et entrefer radial et plus particulièrement un moteur à courant continu sans collecteur comportant un stator qui est réalisé en enroulant simultanément deux fils conducteurs autour de bras polaires d'une carcasse radiale pour former l'enroulement radial. La présente invention concerne également un procédé d'exécution de l'enroulement radial.
<U>2. Description de la</U> technique apparent Le brevet US n 5 289 089 au nom de Aoki délivré le 22 février 1994 décrit un circuit de commande de moteur et un système de commande de moteur utilisant ce circuit. Le brevet USA n 5 959 377 au nom de Horng délivré le 28 septembre 1999 décrit un moteur sans collecteur miniaturisé comportant un entrefer radial et un bobinage unique à enroulement axial. Les circuits de commande décrits dans les deux brevets US conviennent pour des moteurs à courant continu sans collecteur ordinaires comportant un jeu unique ou deux jeux d'enroulement.
La figure 5 des dessins représente un stator 100 formé au moyen d'un procédé d'enroulement radial classique. La figure 6 illustre un procédé d'exécution de l'enroulement radial de fil conducteur 111 autour des bras polaires 112 du stator 100. Une extrémité du fil conducteur 111 forme une première connexion V1 avant enroulement du fil conducteur 111 autour du stator 100. Lorsque le fil conducteur 111 a été enroulé autour de la moitié du nombre des bras polaires 112 du stator 100, le processus d'enroulement est interrompu pour tirer à l'extérieur le fil conducteur 111 afin de former une deuxième connexion VO (la connexion commune), puis le proces sus d'enroulement se poursuit pour les bras polaires 112 restants. Une fois le processus d'enroulement achevé, l'autre extrémité du fil conducteur 111 forme une troisième connexion V2. Ainsi, trois connexions sont fournies une fois que l'enroulement du fil conducteur 111 autour du stator 100 est achevé. Le stator 100 peut utiliser l'étage classique de com mande pour moteur de ventilateur de la figure 2 du brevet US 5 289 090 pour produire des champs magnéti ques rotatifs alternatifs, afin d'entraîner ainsi le rotor 300 à pôles magnétiques N et S. Toutefois, le processus d'enroulement doit être interrompu pour la formation de la deuxième connexion (la connexion com mune VO).
Les figures 7 et 8 représentent un stator 100 utilisant un autre procédé d'enroulement radial clas sique. Ce procédé enroule également le fil conducteur 111 autour de bras polaires 112. Une extrémité du fil conducteur 111 forme une première connexion V1 avant enroulement du fil conducteur 111 autour du stator 100. Une fois le processus d'enroulement achevé, l'autre extrémité du fil conducteur 111 forme une se conde connexion V2. Le stator 100 peut utiliser l'étage classique de commande pour moteur de ventila teur représenté à la figure 2 du brevet US 5 959 377 pour produire des champs magnétiques rotatifs alter natifs, de façon à entraîner ainsi le rotor 300 à pô les magnétiques N et S. Toutefois, le processus d'enroulement est relativement long, étant donné qu'un fil conducteur 111 unique doit être enroulé au tour de chaque bras polaire 112 du stator 100 pour une valeur préfixée de tours. Le temps nécessaire pour achever l'enroulement ne peut pas être diminué à moins que la vitesse d'enroulement ne soit augmentée. Néanmoins, la vitesse d'enroulement a une limite.
I1 existe donc depuis longtemps dans la techni que un besoin non satisfait pour résoudre l'interruption pendant le processus d'enroulement et pour réduire la durée totale d'enroulement.
<U>Résumé de l'invention</U> Au vu des inconvénients mentionnés ci-dessus, la présente invention fournit un procédé de formation de l'enroulement du stator par enroulement simultané de deux fils conducteurs. Le rendement d'enroulement est amélioré, étant donné que chaque fil conducteur n'a besoin d'être enroulé que de la moitié des tours nécessaires pour compléter un bobinage de l'enroule ment de stator avec les tours requis. Après formation de l'enroulement de stator au moyen du procédé d'enroulement simultané de deux fils conducteurs, une extrémité d'un premier fil conducteur une extrémi té de l'autre fil conducteur sont connectées de façon à former une connexion commune après formation de l'enroulement de stator, formant ainsi un enroulement de stator à trois connexions pour moteurs à courant continu sans collecteur. Cela évite une interruption dans le processus d'enroulement pour l'enroulement de moteurs à courant continu sans collecteur.
En variante, après formation de l'enroulement de stator, la seconde extrémité d'un premier fil conduc teur et la première extrémité de l'autre fil conduc teur sont connectées en série, et la première extré mité du premier fil conducteur et la seconde extrémi té de l'autre fil conducteur forment deux connexions pour un moteur sans collecteur à enroulement unique. Le nombre des connexions en fonction d'un moteur sans collecteur enroulement unique ou à enroulement double peut être déterminé après formation de l'enroulement de stator. Le temps nécessaire pour former l'enroulement de stator est réduit et l'enroulement de stator ainsi formé peut être comman dé au moyen de divers circuits de commande pour s'adapter à differents types de moteurs.
Le but principal de la présente invention est de fournir un moteur à courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial et un procédé d'exécution de 'enroulement radial par enroulement simultané de deux fils conducteurs autour de chaque bras polaire du stator. Le processus d'enroulement n'a pas besoin d'être interrompu pour former une connexion et la durée d'enroulement est réduite de moitié, améliorant ainsi le rendement d'enroulement pour le stator.
Un autre but de la présente invention est de fournir un moteur à courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial et un procédé d'exécution de l'enroulement radial, pour lesquels il est possible de décider d'avoir deux ou trois connexions après formation de l'enroulement de sta tor, de sorte que le stator peut être appliqué à des moteurs sans collecteur comportant un enroulement unique ou un enrolement double.
Un autre but de la présente invention est de fournir un moteur à courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial et un procédé d'exécution de 'enroulement radial par enroulement de deux fils conducteurs simultanément. La force pré vue pour tirer les fils conducteurs est impartie aux fils conducteurs d'une manière égale. Ainsi, les fils conducteurs sont moins susceptibles de se rompre pen- dant processus d'enroulement, ce qui ameliore le rendement d'enroulement.
moteur à courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial conforme à la présente invention comprend une carcasse stator radiale et deux fils conducteurs de couleurs diffé rentes. La carcasse de stator radiale comporte plu sieurs bras polaires autour desquels les fils conduc teurs sont enroulés. Les deux fils conducteurs sont enroules d'une manière continue autour de chacun des bras polaires successivement de façon a former l'enroulement radial prévu pour constituer le stator. Des extrémités des fils conducteurs forment des connexions en vue d'une connexion avec un circuit de commande.
D autres buts, avantages spécifiques particu larités nouvelles de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée suivante et modes préférables de réalisation, en regard des dessins an nexés. Description succincte des dessins figure 1 est une structure schématique d'un premier mode de réalisation d'un moteur conforme à la présente invention.
figure 2 est une vue schématique illustrant un procédé d'enroulement de stator pour premier mode réalisation.
La figure 3 est une structure schématique d'un second mode de réalisation du moteur conforme à la présente invention.
figure 4 est une vue schématique illustrant un procédé d'enroulement de stator pour second mode réalisation.
La figure 5 est une vue schématique representant un enroulement radial double classique pour un moteur courant continu sans collecteur à quatre bras po laires. La figure 6 est une vue schématique illustrant un procédé de formation de l'enroulement radial dou ble de la figure 5.
La figure 7 est une vue schématique représentant un enroulement radial unique classique pour un moteur à courant continu sans collecteur à quatre bras po laires.
La figure 8 est une vue schématique illustrant un procédé de formation de l'enroulement radial uni que de la figure 7.
<U>Description détaillée des modes préférés de</U> <U>réalisation</U> Des modes préférés de réalisation conformes la présente invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés.
La figure 1 représente un mode de réalisation d'un moteur conforme à la présente invention. Le mo teur comprend une carcasse de stator radiale 200 com portant quatre bras polaires 201 et un rotor 300 à pôles magnétiques N et S. Des premier et second fils conducteurs 210 et 220 sont enroulés autour des bras polaires 201 de façon à former un enroulement 202 en constituant ainsi le stator. L'enroulement 202 peut coopérer avec un circuit de commande (par exemple des circuits de commande décrits dans les brevets US 5 289 089 et 5 959 377) pour produire des champs magné tiques alternatifs suivant la direction radiale de chaque bras polaire 201, commandant ainsi le rotor 300 à pôles magnétiques N et S. Chaque fil conducteur 210, 220 n'a besoin d'être enroulé que sur la moitié des tours nécessaires pour compléter le bobinage de l'enroulement de stator 202 avec les tours requis. Après formation de l'enroulement 202 sur la car casse de stator 200, il est alors possible de décider du nombre (deux ou trois) des connexions devant être connectées au circuit de commande. Si trois connexions sont nécessaires, une première extrémité 211 du premier fil conducteur 210 est utilisée comme première connexion la seconde extrémité 212 du premier fil conducteur 210 et une première extrémité 221 du second fil conducteur 220 sont connectées pour former une deuxième connexion VO et la seconde extré mité 222 du second conducteur 220 est utilisée comme troisième connexion V2. Ainsi, une interruption existant dans le procedé classique pour former la connexion VO est évitee. Le stator ainsi agencé peut être commandé par un circuit de commande de façon à être utilisé avec un moteur à courant continu sans collecteur à enroulement double.
Si seulement deux connexions sont nécessaires, la seconde extrémite du premier fil conducteur 210 et la première extrémité 221 du second fil conducteur 220 sont connectées en série et la pre mière extrémité 211 premier fil conducteur 210 et la seconde extrémité du second fil conducteur 220 forment deux connexions. Un stator à deux connexions est ainsi formé. Le processus d'enroulement est sim plifié, étant donné le nombre de connexions peut être déterminé après formation de l'enroulement de stator.
La figure 2 une vue schématique illustrant un procédé d'enroulement de stator pour le premier mode de réalisation. Comme représenté aux figures 1 et 2, le premier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément autour du bras polaire 201a dans le sens horaire. Puis, le pre mier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément autour du bras po laire 201b dans le sens antihoraire. Ensuite, le pre mier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément autour du bras po laire 201c dans le sens horaire. Enfin, le premier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément autour du bras polaire 201d dans le sens antihoraire. Plus précisément, les premier et second fils conducteurs 210 et 220 sont enroulés d'une manière continue autour des bras po laires successivement de façon à former l'enroulement, les sens d'enroulement correspondant à deux bras polaires adjacents étant opposés l'un à l'autre. Aucune interruption dans le processus d'enroulement pour réaliser la connexion n'est néces saire. I1 est possible de décider du nombre des connexions après formation de l'enroulement de sta tor, pour un moteur à enroulement unique ou un moteur à enroulement double. Le processus d'enroulement n'est pas interrompu et la durée d'enroulement est réduite de moitié. En outre, les fils conducteurs sont enroulés simultanément, de sorte que les fils conducteurs sont moins susceptibles de se rompre pen dant le processus d'enroulement.
La figure 3 est une structure schématique d'un second mode de réalisation du moteur conforme à la présente invention. La figure 4 est une vue schémati que illustrant un procédé d'enroulement de stator pour le second mode de réalisation. Le premier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément et dans le sens horaire autour du bras polaire 201a et du bras polaire 201c. En suite, le premier fil conducteur 210 et le second fil conducteur 220 sont enroulés simultanément et dans le sens antihoraire autour du bras polaire 201b et du bras polaire 201d. Plus précisément, les premier et second fils conducteurs 210 et 220 sont enroulés au tour de deux bras polaires non adjacents dans un sens, puis enroulés autour des deux autres bras po laires non adjacents dans le sens opposé de façon à former l'enroulement. Aucune interruption pendant le processus d'enroulement pour réaliser la connexion n'est nécessaire. Le premier fil conducteur et le se cond fil conducteur sont de couleurs différentes en apparence.
Bien que l'invention ait été exposée en liaison avec ses modes préférés de réalisation tels que men tionnés ci-dessus, on doit comprendre que de nombreu ses autres modifications et variantes possibles peu vent être réalisées sans sortir du cadre de l'invention. C'est pourquoi on considère que les re vendications annexées couvrent de telles modifica tions et variantes qui tombent dans le cadre effectif de l'invention.
Claims (1)
1. Moteur à courant continu sans collecteur enroulement radial et à entrefer radial, caractérisé en ce qu'il comprend une carcasse de stator radiale (200) comportant plusieurs bras polaires (201a, 201b, 201c, 201d) en nombre pair, un premier fil conducteur (210) présentant une première extrémité (211) et une seconde extrémité (212), un second fil conducteur (220) présentant une première extrémité (221) et une seconde extrémité (222), le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) étant enroulés d'une manière si multanée et continue autour des bras polaires (201a, 201b, 201c, 201d) de la carcasse de stator (200) suc cessivement de façon à former un enroulement et à former au moins deux connexions au moyen de la pre mière extrémité (211) et la seconde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et de la première ex trémité (221) et la seconde extrémité (222) du second fil conducteur (220), lesdites connexions, prévues au moins au nombre de deux, étant adaptées pour être connectées à un circuit de commande, l'enroulement situé sur la carcasse de stator (200) coopérant avec le circuit de commande pour produire des champs ma gnétiques alternatifs suivant une direction radiale de la carcasse de stator (200) afin d'entraîner un rotor (300) à pôles magnétiques N et S. Moteur à courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) sont enroulés simultanément autour de chaque bras po laire (201a, 201b, 201c, 201d) et en ce que la pre- mière extrémité (211) du premier fil conducteur (210) est utilisée comme première connexion, la seconde ex trémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extrémité (221) du second fil conducteur (220) sont connectées de façon à former une deuxième connexion et la seconde extrémité (222) du second fil conducteur (220) est utilisée comme troisième connexion, formant ainsi un enroulement de stator à trois connexions. 3. Moteur courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) sont enroulés simultanément autour de chaque bras po laire (201a, 201b, 201c, 201d) et en ce que la se conde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extrémité (221) du second fil conduc teur (220) sont connectées en série et la première extrémité (211) du premier fil conducteur (210) et la seconde extrémité (222) du second fil conducteur (220) forment deux connexions, formant ainsi un en roulement de stator à deux connexions. 4. Moteur courant continu sans collecteur à enroulement radial et à entrefer radial suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) ont des couleurs différentes en apparence. 5. Procédé de formation d'un enroulement pour un moteur à courant continu sans collecteur à enroule ment radial et entrefer radial, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler deux fils conducteurs (210, 220) si multanément autour de chacun parmi plusieurs bras po laires (201a, 201b, 201c, 201d) en nombre pair d'une carcasse de stator radiale (200), pris un à un, jus- qu' ce que le premier fil conducteur (210) et le se cond fil conducteur (220) soient enroulés autour de tous les bras polaires d'une manière continue et suc cessivement, en formant ainsi un enroulement sur la carcasse de stator radiale (200), les sens d'enroulement correspondant à deux bras polaires ad jacents étant opposés l'un à l'autre, aucune interruption dans le processus d'enroulement n'étant nécessaire pour former une connexion. 6. Procédé suivant la revendication 5, caracté risé en ce qu'après formation de l'enroulement sur la carcasse de stator (200), la première extrémité (211) du premier fil conducteur (210) est utilisée comme première connexion, la seconde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extrémité (221) du second fil conducteur (220) sont connectées de façon à former une deuxième connexion et la se conde extrémité (222) du second fil conducteur (220) est utilisée comme troisième connexion, formant ainsi un enroulement de stator à trois connexions. 7. Procédé suivant la revendication 5, caracté risé en ce qu'après formation de l'enroulement sur la carcasse de stator (200), la seconde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extré mité (221) du second fil conducteur (220) sont connectées en série et la première extrémité (211) du premier fil conducteur (210) et la seconde extrémité (222) du second fil conducteur (220) forment deux connexions, formant ainsi un enroulement de stator à deux connexions. 8. Moteur à courant continu sans collecteur enroulement radial et à entrefer radial obtenu par un procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) sont de couleurs différentes en ap- parence. 9. Procédé de formation d'un enroulement pour un moteur à courant continu sans collecteur à enroule ment radial et à entrefer radial, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler deux fils conducteurs (210, 220) si multanément et dans un sens donné autour de deux (201a, 201c) parmi plusieurs bras polaires (201a, 201b, 201c, 201d) en nombre pair d'une carcasse de stator radiale (200), les deux bras polaires (201a, 201c) n'étant pas adjacents l'un à l'autre, à enrouler les deux fils conducteurs (210, 220) simultanément et dans le sens opposé autour de deux bras polaires non adjacents (201b, 201d) suivants et à enrouler les deux fils conducteurs (210, 220) simultanément et dans le sens donné autour d'encore deux autres bras polaires non adjacents suivants jus qu'à ce que le premier fil conducteur (210) et le se cond fil conducteur (220) soient enroulés autour de tous les bras polaires (201a, 201b, 201c, 201d), for mant ainsi un enroulement sur la carcasse de stator radiale (200), aucune interruption dans le processus d'enroulement n'étant nécessaire pour former une connexion. 10. Procédé suivant la revendication 9, caracté risé en ce qu'après formation de l'enroulement sur la carcasse de stator (200), la première extrémité (211) du premier fil conducteur (210) est utilisée comme première connexion, la seconde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extrémité (221) du second fil conducteur (220) sont connectées de façon à former une deuxième connexion et la se conde extrémité (222) du second fil conducteur (220) est utilisée comme troisième connexion, formant ainsi un enroulement de stator à trois connexions. il. Procédé suivant la revendication 9, caracté risé ce qu'après formation de l'enroulement sur la carcasse de stator (200), la seconde extrémité (212) du premier fil conducteur (210) et la première extré mité (221) du second fil conducteur (220) sont connectées en série et la première extrémité (211) du premier fil conducteur (210) et la seconde extrémité (222) du second fil conducteur (220) forment deux connexions, formant ainsi un enroulement de stator à deux connexions. . Moteur à courant continu sans collecteur enroulement radial et à entrefer radial obtenu par un procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le premier fil conducteur (210) et le second fil conducteur (220) sont de couleurs différentes en ap parence.
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