FR2998734A1 - Moteur electrique comprenant au moins un capteur de flux magnetique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un moteur électrique (2) comprenant un stator (4) comprenant une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, un rotor (6) comprenant une structure de support (38) et des aimants permanents (36) logés dans la structure de support (38), le rotor (6) étant propre à être entraîné en rotation par rapport au stator (4) autour d'un axe de rotation (A) définissant une direction axiale, et le moteur électrique (2) comprenant en outre au moins un capteur de flux magnétique (50) propre à mesurer le flux magnétique résultant des aimants (36) du rotor (6). Le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est disposé en face du rotor (6) selon la direction axiale en étant espacé du rotor (6) selon la direction axiale.

Description

Moteur électrique comprenant au moins un capteur de flux magnétique La présente invention concerne un moteur électrique comprenant un stator comprenant une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, un rotor comprenant une structure de support et des aimants permanents logés dans la structure de support, le rotor étant propre à être entraîné en rotation par rapport au stator autour d'un axe de rotation définissant une direction axiale, et le moteur électrique comprenant en outre au moins un capteur de flux magnétique propre à mesurer le flux magnétique résultant des aimants du rotor. Un tel moteur présente un grand nombre d'applications notamment dans un véhicule automobile par exemple pour l'aide à la direction, l'actionnement d'un groupe moto-ventilateur, le fonctionnement des aérateurs ou autre. Un tel moteur doit donc être peu encombrant et léger. Dans les moteurs électriques du type précité, la rotation du rotor résulte de l'interaction entre un champ magnétique tournant créé par les bobines du stator et un champ magnétique créé par les aimants du rotor. Le champ magnétique tournant du stator est obtenu en commandant l'alimentation électrique des différentes bobines du stator selon une séquence temporelle définie en fonction de la position relative des pôles du rotor par rapport à ces bobines. Le pilotage du moteur requiert donc la connaissance de la position angulaire relative du rotor par rapport au stator.

Pour connaître cette position angulaire, il est possible de rapporter sur l'arbre du rotor un disque aimanté. Ce disque aimanté est distinct des aimants du rotor servant à générer la force motrice ou électromotrice, et présente le même nombre de pôles magnétiques que le rotor. La position du rotor est alors déterminée à l'aide de capteurs à effet Hall qui mesurent le flux magnétique résultant du disque aimanté et détectent ainsi le passage des pôles magnétiques du disque aimanté au fur et à mesure de la rotation du rotor. Un tel agencement ne donne pas entière satisfaction. En effet, il nécessite de prévoir dans le moteur un élément supplémentaire, le disque aimanté, dont la seule fonction est de permettre la détermination de la position du rotor. L'ajout de cet élément complique le montage du moteur, notamment parce qu'il est essentiel que les pôles du disque aimanté et ceux du rotor soient parfaitement alignés. La présence du disque aimanté augmente donc le temps de montage du moteur. En outre, il est alors nécessaire de prévoir un espace pour loger le disque entre la face avant du moteur et le rotor, ce qui augmente les dimensions et la masse du moteur.

Un des buts de l'invention est de fournir un moteur électrique de construction simple, peu volumineux et léger.

A cet effet, l'invention a pour objet un moteur électrique tel que précité, dans lequel le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé en face du rotor selon la direction axiale en étant espacé du rotor selon la direction axiale. Selon des modes de réalisation particuliers, le moteur électrique selon 1"invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le stator comprend en outre une pluralité de dents, chaque bobine du stator étant enroulée autour d'une dent, le ou au moins l'un des capteurs de flux magnétique étant disposé dans l'axe d'une dent du stator ; - le moteur électrique comprend trois capteurs de flux magnétique, chaque capteur de flux magnétique étant disposé dans l'axe d'une dent du stator ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé à une distance de l'axe de rotation comprise entre 60% et 85% du rayon du rotor ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé à une distance, prise selon la direction axiale, du rotor inférieure à environ 5 mm ; - le moteur électrique comprend en outre un boîtier comprenant une paroi de fond et une paroi latérale s'étendant vers une face avant du moteur électrique à partir de la paroi de fond, et un flasque de fermeture amovible fermant le boîtier sur la face avant du moteur électrique, le stator et le rotor étant logés dans le boîtier, et le ou chaque capteur de flux magnétique étant disposé selon la direction axiale entre le flasque de fermeture et le rotor ; - le moteur électrique comprend en outre une plaque de support fixée au flasque de fermeture, et le ou chaque capteur de flux magnétique est fixé à la plaque de support et fait saillie en direction du rotor à partir de la plaque de support ; - la plaque de support est une plaque de circuit imprimé ; - le moteur électrique comprend en outre une capsule, dans laquelle est agencé le ou chaque capteur de flux magnétique, la capsule s'étendant dans l'espace entre le flasque de fermeture et le rotor en étant insérée à travers un orifice de réception du flasque de fermeture depuis l'extérieur du flasque de fermeture ; - le rotor est agencé à l'intérieur du stator ; - le moteur électrique comprend en outre une unité d'analyse, propre à déduire la position angulaire du rotor par rapport au stator à partir du flux magnétique mesuré par le capteur de flux magnétique et une unité de commande de l'alimentation électrique des bobines du stator en fonction de la position angulaire relative du rotor par rapport au stator déterminée par l'unité d'analyse ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est un capteur à effet Hall ; et - le moteur électrique comprend trois capteurs de flux magnétique disposés en arc de cercle. L'invention a également pour objet un moteur électrique comprenant un stator comprenant une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, un rotor comprenant une structure de support et des aimants permanents logés dans la structure de support, le rotor étant propre à être entraîné en rotation par rapport au stator autour d'un axe de rotation définissant une direction axiale, et le moteur électrique comprenant en outre au moins un capteur de flux magnétique propre à mesurer le flux magnétique résultant des aimants du rotor, dans lequel le stator comprend en outre une pluralité de dents, chaque bobine étant enroulée autour d'une dent, le ou au moins l'un des capteurs de flux magnétique étant disposé dans l'axe d'une dent du stator. Selon des modes de réalisation particuliers, le moteur électrique selon l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé en face du rotor selon la direction axiale en étant espacé du rotor selon la direction axiale ; - le moteur électrique comprend trois capteurs de flux magnétique, chaque capteur de flux magnétique étant disposé dans l'axe d'une dent du stator ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé à une distance de l'axe de rotation comprise entre 60% et 85% du rayon du rotor ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est disposé à une distance, selon la direction axiale, du rotor inférieure à environ 5 mm ; - - le moteur électrique comprend en outre un boîtier comprenant une paroi de fond et une paroi latérale s'étendant vers une face avant du moteur électrique à partir de la paroi de fond, et un flasque de fermeture amovible fermant le boîtier sur la face avant du moteur électrique, le stator et le rotor étant logés dans le boîtier, et le ou chaque capteur de flux magnétique étant disposé selon la direction axiale entre le flasque de fermeture et le rotor ; - le moteur électrique comprend en outre une plaque de support fixée au flasque de fermeture, et le ou chaque capteur de flux magnétique est fixé à la plaque de support et fait saillie en direction du rotor à partir de la plaque de support ; - la plaque de support est une plaque de circuit imprimé ; - le moteur électrique comprend en outre une capsule, dans laquelle est agencé le ou chaque capteur de flux magnétique, la capsule s'étendant dans l'espace entre le flasque de fermeture et le rotor en étant insérée à travers un orifice de réception du flasque de fermeture depuis l'extérieur du flasque de fermeture ; - le rotor est agencé à l'intérieur du stator ; - le moteur électrique comprend en outre une unité d'analyse, propre à déduire la position angulaire du rotor par rapport au stator à partir du flux magnétique mesuré par le capteur de flux magnétique et une unité de commande de l'alimentation électrique des bobines du stator en fonction de la position angulaire relative du rotor par rapport au stator déterminée par l'unité d'analyse ; - le ou chaque capteur de flux magnétique est un capteur à effet Hall ; et - le moteur électrique comprend trois capteurs de flux magnétique disposés en arc de cercle.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation ; - la figure 2 est une vue de dessus du moteur de la figure 1, le flasque de fermeture n'étant pas représenté ; - la figure 3 est une vue de dessus de la plaque de support des figures 1 et 2 munie des capteurs de flux magnétique ; - la figure 4 est une vue en perspective de la plaque de support de la figure 3 munie des capteurs de flux magnétique; - la figure 5 est un schéma de connexion des capteurs de flux magnétique ; - la figure 6 est un graphique représentant les lignes de champ résultant des aimants du rotor du moteur électrique ; - la figure 7 est une vue schématique partielle en coupe longitudinale d'un moteur électrique selon un deuxième mode de réalisation ; - la figure 8 est une vue schématique de dessus du moteur électrique de la figure 7 ; et - la figure 9 est une vue schématique de dessus d'un moteur électrique selon un troisième mode de réalisation, le flasque de fermeture n'étant pas représenté.

Les figures 1 à 4 illustrent un moteur électrique 2 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le moteur électrique 2 est un moteur sans balais, notamment un moteur synchrone sans balais. Le moteur électrique 2 comprend un stator 4 et un rotor 6. Le rotor 6 est propre à tourner autour d'un axe de rotation A, en entraînant en rotation un arbre 8 du moteur 2 autour de cet axe A. Le stator 4 et le rotor 6 sont logés dans un boîtier 10.

Dans la suite de la description, les termes « radialement intérieur » et « radialement extérieur » sont utilisés en référence à l'axe de rotation A, la distance à l'axe de rotation A augmentant de l'intérieur vers l'extérieur. Par ailleurs, on entend par « extérieur » un élément disposé à l'extérieur du boîtier 10, et par « intérieur » un élément disposé à l'intérieur du boîtier 10. On appelle direction axiale la direction de l'axe A de rotation du rotor 6. Le boîtier 10 comprend une paroi de fond 18 formant une face arrière 14 du moteur 2 et une paroi latérale 20 s'étendant en direction d'une face avant 12 du moteur 2 à partir de la paroi de fond 18. La paroi latérale 20 est par exemple de forme sensiblement cylindrique. Le boîtier 10 est fermé sur sa face avant 12 par un flasque de fermeture 22 amovible. Les termes « avant » et « arrière » sont utilisés en référence à l'arbre 8 du moteur électrique 2. La face « avant » 12 du moteur 2 désigne la face du moteur 2 à partir de laquelle l'arbre 8 du moteur 2 fait saillie hors du boîtier 10 du moteur 2 et la face « arrière » 14 du moteur 2 est la face opposée à la face avant 12 selon la direction axiale. Le flasque de fermeture 22 comprend un orifice central 23 à travers lequel l'arbre 8 du moteur 2 fait saillie hors du boîtier 10. Le rotor 6 et le stator 4 sont agencés dans le boîtier 10 de manière coaxiale et présentent des axes confondus avec l'axe A de rotation du rotor 6. Le stator 4 et le rotor 6 sont espacés l'un de l'autre et séparés par un entrefer 24. Dans le mode de réalisation représenté, le moteur 2 est un moteur à induit interne, c'est-à-dire que le rotor 6 est agencé radialement à l'intérieur du stator 4. Un tel moteur est également appelé moteur à rotor interne. Le stator 4 comporte des dents 25 qui s'étendent radialement en direction du rotor 6. Les dents 25 sont espacées régulièrement autour de la circonférence du stator 4. Elles sont réalisées dans un matériau ferromagnétique propre à conduire le flux magnétique. De manière classique, le stator 4 comprend des bobines destinées à être parcourues par un courant électrique. Ces bobines sont reliées à une source d'alimentation électrique. Elles sont reçues par les dents 25, chaque bobine étant enroulée autour d'une dent 25 du stator 4. Ainsi, chaque dent 25 forme le noyau d'une bobine. Sur les figures, les bobines n'ont pas été représentées pour simplifier ces figures. Le rotor 6 est muni d'aimants permanents 36. Le moteur électrique 2 est un moteur à concentration de flux, encore appelé rotor à aimants enterrés. Il comprend une structure de support 38 délimitant des logements 40 de réception des aimants 36. Les aimants 36 sont disposés suivant des rayons du rotor 6.

La structure de support 38 présente par exemple une forme sensiblement cylindrique. Elle est notamment formée par un paquet de tôles magnétiques superposées. Chaque aimant 36 présente une aimantation transverse, c'est-à-dire que les deux pôles de chaque aimant 36 sont formés respectivement sur les faces latérales 42 des aimants 36. Par faces latérales 42, on entend les faces d'un aimant 36 orientées vers des aimants 36 adjacents. De telles faces latérales 42 s'étendent sensiblement radialement de l'axe A vers l'extérieur par exemple. Les pôles magnétiques de même polarité de deux aimants 36 adjacents sont orientés l'un vers l'autre. Ils sont dirigés vers une portion de la structure de support 38 située entre ces deux aimants 36. Le flux magnétique issu des aimants 36 est conduit vers l'entrefer 24 du moteur 2 par ces portions de la structure de support 38 situées entre deux aimants 36 adjacents. Chaque pôle du rotor 6 est formé par les pôles magnétiques des aimants 36 adjacents à une même portion de la structure de support 38 ou par ces portions de la structure de support 38 elles-mêmes. Avantageusement, le nombre de dents 25 du stator 4 est égal à douze et le nombre d'aimants 36 du rotor 6 est égal à dix. Le rotor 6 et le stator 4 sont surmontés selon la direction axiale par une plaque de connexion électrique 46 apte à connecter électriquement les bobines du stator 4 à une source d'alimentation électrique. Dans le mode de réalisation représenté, la plaque de connexion électrique 46 est agencée du côté de la face avant 12 du moteur 2, en regard du flasque de fermeture 22 du boîtier 10. Plus particulièrement, la plaque de connexion électrique 46 est disposée axialement dans l'espace entre les faces avant 47, 48 du rotor 6 et du stator 4 et le flasque de fermeture 22. Le moteur 2 comprend en outre un dispositif de mesure de la position angulaire relative du rotor 6 par rapport au stator 4. Ce dispositif de mesure comprend au moins un capteur de flux magnétique 50, en particulier plusieurs capteurs de flux magnétique 50. Chaque capteur de flux magnétique 50 est propre à mesurer le flux magnétique résultant des aimants 36 du rotor 6. Chacun de ces capteurs de flux magnétique 50 est avantageusement un capteur à effet Hall.

De manière classique, et comme cela est illustré sur la figure 5, le dispositif de mesure comprend une unité d'analyse 52, connectée en sortie des capteurs de flux magnétique 50 et propre à déterminer la position angulaire relative du rotor 6 par rapport au stator 4 à partir des mesures effectuées par les capteurs de flux magnétique 50. Le dispositif de mesure comprend en outre une unité de commande 53 connectée en sortie de l'unité d'analyse 52. L'unité de commande 53 est configurée pour commander l'alimentation des bobines du stator 4 en fonction de la position angulaire du rotor 6 déterminée par l'unité d'analyse 52 de manière à créer un champ magnétique tournant adapté pour entraîner en rotation le rotor 6. Dans la mesure où ces unités d'analyse 52 et de commande 53 sont connues, elles ne seront pas décrites en détail ici. Le dispositif de mesure de la position angulaire du rotor 6 ne comprend pas de disque aimanté dédié à la mesure de la position angulaire du rotor 6. Plus particulièrement, et comme illustré sur les figures 1 et 2, les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés en face du rotor 6 selon la direction axiale. Ils sont espacés du rotor 6 selon la direction axiale. Ils sont disposés du côté de la face avant 12 du moteur 2. Les capteurs de flux magnétique 50 s'étendent ainsi en face du rotor 6 dans l'espace entre le rotor 6 et le flasque de fermeture 22. Ils s'étendent uniquement en regard du rotor 6. Ils ne s'étendent pas en regard de l'entrefer 24. Ils ne s'étendent pas en regard du stator 4. Les capteurs de flux magnétique 50 sont ainsi propres à mesurer un flux magnétique résultant des aimants 36 du rotor 6 de manière à permettre la détermination de la position du rotor 6 par l'intermédiaire de l'unité d'analyse 52 et la commande de l'alimentation des bobines du moteur 2 par l'unité de commande 53 en fonction de la position déterminée. Plus particulièrement, les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés de manière à former, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A, un arc de cercle centré sur l'axe A. Les dimensions de cet arc de cercle et les positions de chacun des capteurs de flux magnétique 50 sur cet arc de cercle sont telles que les mesures de flux magnétique effectuées par les capteurs 50 permettent la détermination de la position angulaire du rotor 6 par rapport au stator 4. Avantageusement, les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés à une distance, prise selon l'axe A, de la face avant 47 du rotor 6 inférieure à 5 mm, en particulier environ égale à 1,5 mm. Avantageusement, le moteur électrique 2 comprend un nombre de capteurs de flux magnétique 50 égal au nombre de phases du courant d'alimentation. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, dans lequel le moteur électrique 2 reçoit un courant d'alimentation triphasé, le moteur 2 comprend trois capteurs de flux magnétique 50. Avantageusement, les capteurs de flux magnétique 50 couvrent au total un ° 360 secteur angulaire supérieur ou égal à , où pp est le nombre de paires de pôles du PP rotor 6. En particulier, le nombre de paires de pôles du rotor 6 est égal à la moitié du nombre d'aimants 36 du rotor 6. Une telle disposition des capteurs de flux magnétique 50 permet à ces capteurs de flux magnétique 50 de faire des mesures sur un cycle électrique complet. En effet, un cycle électrique complet correspond à une rotation du rotor 6 d'un 360° angle égal à , soit 72° dans le cas d'un moteur 2 ayant cinq paires de pôles, c'est-à- pp dire dix aimants 36.

En particulier, deux capteurs de flux magnétique 50 adjacents sont espacés entre ° eux d'un angle supérieur ou égal à 360 où N est le nombre de capteurs de flux ppxN magnétique 50. En d'autres termes, un angle supérieur ou égal, et notamment égal, à 360° environ est formé entre deux rayons du moteur électrique 2 passant ppxN respectivement par les centres géométriques C1, C2, C3 de deux capteurs de flux magnétique 50 adjacents. Par exemple, dans le cas d'un rotor 6 comprenant dix aimants 36, le nombre de paires de pôles est égal à cinq. Dans ce cas, les trois capteurs de flux magnétique 50 ° couvrent par exemple un secteur angulaire total supérieur ou égal à 360 , c'est-à-dire 72°. En particulier, les trois capteurs de flux magnétique 51 sont espacés entre eux d'un angle supérieur ou égal à 24°. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, les capteurs de flux magnétique 50 sont espacés entre eux d'un angle environ égal à 24°. En d'autres termes, un angle environ égal à 24° est formé entre deux rayons du moteur électrique 2 passant respectivement par les centres géométriques C1, C2, C3 de deux capteurs de flux magnétique 50 adjacents. Les capteurs de flux magnétiques 50 sont de préférence disposés à une distance de l'axe de rotation A du moteur électrique 2 comprise entre 60% et 85% du rayon du rotor 6. Ainsi, lorsque les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés en arc de cercle comme dans l'exemple représenté, le rayon de l'arc de cercle sur lequel se situent les centres géométriques C1, C2, C3 des capteurs de flux magnétique 50 est compris entre 60% et 85% du rayon du rotor 6. Cette plage de valeurs est particulièrement avantageuse, comme l'illustre notamment la figure 6. Cette figure a été obtenue avec le logiciel Flux 2D et représente les lignes de champ magnétique provenant uniquement des aimants 36 dans un moteur électrique 2. Sur cette figure, on a délimité entre deux cercles notés 60% et 85% la zone de localisation optimale des capteurs de flux magnétique 51. On constate sur cette figure que la zone située à une distance de l'axe A du rotor 6 comprise entre 60% et 85% du rayon du rotor 6 est la zone du rotor 6 dans laquelle les lignes de champ résultant des aimants 36 du rotor 6 sont les plus uniformes. Il s'agit donc de la zone dans laquelle les mesures réalisées par les capteurs de flux magnétique 50 seront les plus fiables.

On constate également que dans une zone distante de l'axe de rotation A d'une distance inférieure à environ 60% du rayon du rotor 6, les lignes de champ magnétique ne sont plus canalisées. Pour cette raison, elles ne sont pas représentatives du champ magnétique résultant des aimants 36 du rotor 6, et les mesures effectuées par des capteurs de flux magnétique 50 disposés dans cette zone seraient inexploitables.

D'autre part, le flux résultant des têtes des bobines du stator 4 arrose la partie de la périphérie du rotor 6 située à une distance de l'axe A supérieure à environ 85% du rayon du rotor 6. Par conséquent, les mesures réalisées par des capteurs de flux magnétique 50 agencés dans une zone distante de l'axe de rotation A d'une distance supérieure à environ 85% du rayon du rotor 6, seront moins précises, car elles seront perturbées par le flux résultant des têtes des bobines du stator 4. Avantageusement, le rotor 6 présente un rayon environ égal à 27,5 mm, et les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés sur un arc de cercle dont le rayon est environ égal à 16,5 mm. Le centre géométrique C1, C2, C3 de chaque capteur de flux magnétique 50 est alors situé à une distance de l'axe de rotation A environ égale à 16,5 mm. Les capteurs de flux magnétique 50 sont fixés sur une plaque de support 51. Cette plaque de support 51 est fixée au flasque de fermeture 22. Elle est disposée dans l'espace entre le flasque de fermeture 22 et le rotor 6. Comme illustré sur la figure 1, la plaque de support 51 est espacée axialement du rotor 6 et du stator 4. Les capteurs de flux magnétique 50 font saillie vers le rotor 6 à partir de la plaque de support 51. Les capteurs de flux magnétique 50 s'étendent axialement dans l'espace entre la plaque de support 51 et la face avant 47 du rotor 6. En particulier, la plaque de support 51 est fixée au flasque de fermeture 22 par des moyens de fixation amovible.

Selon le premier mode de réalisation, représenté sur les figures 1 à 4, les moyens de fixation amovible comprennent des moyens de fixation par encliquetage. Ainsi la plaque de support 51 comprend des tiges de fixation 54, en particulier deux tiges de fixation 54 dans le mode de réalisation représenté, chaque tige de fixation 54 étant encliquetée dans un orifice de réception 55 du flasque de fermeture 22. Dans l'exemple représenté, chaque orifice de réception 55 est un orifice traversant. La tige de fixation 54 comprend une extrémité arrière 58 fixée à la plaque de support 51 et une extrémité avant 60 encliquetée dans l'orifice de réception 55. Les tiges de fixation 54 assurent, dans l'exemple représenté, l'espacement, selon la direction axiale, entre la plaque de support 51 et le flasque de fermeture 22. La plaque de support 51 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe A. Elle présente, dans l'exemple représenté, une forme en portion d'anneau. Les tiges de fixation 54 sont disposées à chacune des extrémités 62 de la plaque de support 51, prises selon la direction circonférentielle. Elles font saillie vers le flasque de fermeture 22, c'est-à-dire vers l'avant, à partir de la plaque de support 51. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, la plaque de support 51 comprend en outre un connecteur électrique 66 connecté électriquement aux capteurs de flux magnétique 50. Les capteurs de flux magnétique 50 sont propres à être connectés électriquement à l'unité d'analyse 52 et/ou à une source d'alimentation électrique par enfichage d'un connecteur électrique complémentaire connecté à l'unité d'analyse 52 et/ou à une source d'alimentation électrique dans le connecteur électrique 66 de la plaque de support 51. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le connecteur électrique 66 comprend cinq bornes de connexion électrique 68. Comme illustré schématiquement sur la figure 5, des première, deuxième et troisième bornes de connexion électrique 68 sont connectées électriquement en entrée aux sorties des capteurs de flux magnétique 50. Elles sont connectées en sortie à l'unité d'analyse 52. Une quatrième borne de connexion 68 connecte électriquement les capteurs de flux magnétique 50 à la masse du circuit électrique. Une cinquième borne de connexion 68 permet de former un point électrique commun entre les capteurs de flux magnétique 50. Ce point commun est connecté à une source d'alimentation, permettant d'alimenter les capteurs de flux magnétique 50. Cette source d'alimentation est par exemple une source d'alimentation de tension d'alimentation cinq volts interne au module de commande du moteur électrique 2. Dans l'exemple représenté, la plaque de support 51 est une plaque de circuit imprimé. Elle est munie des pistes de circuit imprimé adaptées pour réaliser le raccordement électrique des capteurs de flux magnétique 50 aux bornes 68 correspondantes du connecteur électrique 66, et permettre ainsi la connexion électrique des capteurs 50 à l'unité d'analyse 52 et/ou à la source d'alimentation. Les capteurs de flux magnétique 50 sont soudés directement à la plaque de support 51, qui leur est perpendiculaire. Les capteurs 50 sont alors automatiquement connectés au connecteur électrique 66 via les pistes de la plaque de support 51. La direction de mesure de chaque capteur de flux magnétique 50 s'étend par exemple perpendiculairement à la plaque de support 51. Dans l'exemple représenté, le connecteur électrique 66 est dirigé à l'opposé des capteurs de flux magnétique 50 selon la direction axiale A par rapport à la plaque de support 51. Le connecteur électrique 66 fait saillie vers le flasque de fermeture 22 à partir de la plaque de support 51. Il s'étend dans l'espace entre la plaque de support 51 et le flasque de fermeture 22. Il fait saillie vers l'avant à partir de la plaque de support 51. Dans l'exemple représenté, le flasque de fermeture 22 comprend un orifice traversant 61 formé en regard du connecteur électrique 66. Cet orifice traversant 61 autorise l'accès au connecteur électrique 66 depuis l'extérieur du boîtier 10 à travers le flasque de fermeture 22. Il permet notamment le passage d'un connecteur électrique complémentaire pour son enfichage sur le connecteur électrique 66 afin de connecter électriquement les capteurs 50 à l'unité d'analyse 52 et/ou à la source d'alimentation.

Dans l'exemple représenté, les capteurs de flux magnétique 50 s'étendent radialement intérieurement par rapport au connecteur électrique 66. La plaque de support 51 s'étend, dans l'exemple représenté, uniquement en regard du rotor 6 selon la direction axiale. Elle ne s'étend pas en regard de l'entrefer 24. Elle ne s'étend pas en regard du stator 4. Selon la direction circonférentielle, la plaque de support 51 s'étend par exemple seulement au-dessus d'une partie du rotor 6. Par exemple, elle s'étend au maximum au-dessus de trois aimants 36 adjacents du rotor 6. Dans l'exemple représenté, la plaque de connexion électrique 46 n'est pas reliée directement à la plaque de support 51 portant les capteurs de flux magnétique 50. Dans cet exemple, la plaque de connexion électrique 46 présente une forme annulaire centrée sur l'axe A. Elle s'étend radialement extérieurement par rapport à la plaque de support 51. Elle est disposée du même côté, selon la direction axiale, du rotor 6 et du stator 4, que la plaque de support 51, c'est-à-dire du côté de la face avant 12 du moteur 2. L'agencement des capteurs de flux magnétique 50 sur une plaque de support 51 solidaire du flasque de fermeture 22 du boîtier 10 du moteur électrique 2 permet d'obtenir un moteur électrique de construction simplifiée. La disposition des capteurs de flux magnétique 50 permet de souder les capteurs 50 directement à la plaque de support 51, qui leur est perpendiculaire. Les capteurs 50 sont alors automatiquement connectés au connecteur électrique 66 via les pistes de la plaque de support 51. Ils peuvent alors être connectés de manière simple à l'unité d'analyse 52 et/ou à une source d'alimentation par l'intermédiaire du connecteur électrique 66, en particulier par simple enfichage d'un connecteur électrique complémentaire dans le connecteur électrique 66. On évite ainsi d'avoir des fils de connexion gênants dans le boîtier 10 du moteur 2 pour connecter les capteurs de flux magnétique 50 à l'unité d'analyse 52 et/ou à la source d'alimentation. Le procédé d'assemblage du moteur 2 est donc simplifié et peut être automatisé. La maintenance du moteur 2 est également simplifiée en cas de défaillance d'un capteur 50, puisqu'il suffit de retirer le flasque de fermeture 22 pour accéder aux capteurs de flux magnétique 50. En outre, en cas de défaillance, il suffit de détacher la plaque de support 51 du flasque de fermeture 22, par exemple par désencliquetage des tiges de fixation 54 au moyen d'un outil adapté, et de remplacer par exemple cette unité formée de la plaque de support 51 munie du connecteur électrique 66 et des capteurs de flux magnétique 50 par une unité en état de fonctionner. Selon une variante non représentée du premier mode de réalisation, la plaque de support 51 ne comprend pas de connecteur électrique 66. Le connecteur électrique 66 est remplacé par un faisceau de câbles connectant électriquement les capteurs de flux magnétique 50 à l'unité d'analyse 52 et/ou à une source d'alimentation électrique. Ce faisceau de câbles est soudé directement sur la plaque de support 51. En particulier, il est soudé sur les pistes correspondantes de la plaque de support 51 sous forme de circuit imprimé. Selon une autre variante non représentée, la plaque de support 51 comprend un support rigide, par exemple en matière plastique, sur lequel est rapporté un circuit imprimé flexible comprenant les pistes de connexion adaptées. Les figures 7 et 8 illustrent un moteur électrique 2 selon un deuxième mode de réalisation qui diffère du premier mode de réalisation uniquement par les caractéristiques détaillées ci-après. La plaque de support 51 est analogue à la plaque de support 51 selon le premier mode de réalisation. Cependant, elle ne comprend pas de tiges de fixation 54. Dans le deuxième mode de réalisation, les moyens de fixation amovible de la plaque de support 51 au flasque de fermeture 22 comprennent une capsule 70. Plus particulièrement, la plaque de support 51 est intégrée à la capsule 70, cette capsule 70 étant fixée de manière amovible sur le flasque de fermeture 22, notamment par encliquetage. Plus particulièrement, la capsule 70 comprend une partie tubulaire 72 en saillie vers le rotor 6 à partir du flasque de fermeture 22. La partie tubulaire 72 s'étend notamment sensiblement parallèlement à l'axe A de rotation du rotor 6.

La plaque de support 51, munie des capteurs de flux magnétique 50, forme le fond de la capsule 70. Elle est fixée à la partie tubulaire 72, notamment de manière amovible, par exemple par encliquetage de la plaque de support 51 dans la capsule 70. Dans ce cas, la capsule 70 comprend par exemple, au niveau de son extrémité arrière, une rainure dans laquelle sont engagés les bords de la plaque de support 51. Une dent d'encliquetage 73 est appliquée sur la face avant de la plaque de support 51 de manière à retenir la plaque de support 51 dans la capsule 70. La plaque de support 51 s'étend sensiblement parallèlement à la face avant 47 du rotor 6. Les capteurs de flux magnétique 50 font saillie en direction du rotor 6 à partir de la plaque de support 51. Dans l'exemple représenté, le connecteur électrique 66 s'étend en direction du flasque de fermeture 22 à l'intérieur de la capsule 70. Dans cet exemple, la capsule 70 est ouverte du côté de son extrémité avant, à l'opposé de la plaque de support 51 selon la direction axiale, et forme une ouverture d'accès 80 au connecteur électrique 66. Ainsi, le connecteur électrique 66 est accessible depuis l'extérieur du moteur électrique 2 par l'ouverture d'accès 80. La capsule 70 est ainsi fixée de manière amovible au flasque de fermeture 22 par des moyens de solidarisation amovible disposés à l'extérieur du flasque de fermeture 22. Plus particulièrement, la capsule 70 comprend, du côté de son extrémité avant, un rebord 82 de fixation au flasque de fermeture 22. Le rebord de fixation 82 prend appui sur une face avant 81 du flasque de fermeture 22, orientée vers l'extérieur du moteur électrique 22. La partie tubulaire 72 s'étend en direction du rotor 6 à partir du rebord 82 en passant à travers un orifice de réception 86 de la partie tubulaire 72 formé dans le flasque de fermeture 22.

La capsule 70 s'étend dans l'espace entre le flasque de fermeture 22 et le rotor 6 en étant insérée à travers l'orifice de réception 86 du flasque de fermeture 22 depuis l'extérieur du flasque de fermeture 22. Le rebord de fixation 82 comprend en outre des moyens de fixation amovible de la capsule 70 au flasque de fermeture 22. En particulier, ces moyens de fixation amovible sont des moyens d'encliquetage de la capsule 72 sur le flasque de fermeture 22. Ces moyens d'encliquetage comprennent, dans l'exemple représenté, des pions de fixation 90, en particulier deux pions de fixation 90 dans le mode de réalisation représenté, chaque pion de fixation 90 étant encliqueté dans un orifice de réception correspondant du flasque de fermeture 22. Les pions de fixation 90 comprennent une extrémité liée au rebord de fixation 82. Ils s'étendent à travers l'orifice de réception correspondant du flasque de fermeture 22 à partir de ce rebord de fixation 82.

Ainsi, les moyens de solidarisation amovible comprennent le rebord de fixation 82, lequel prend appui sur une face extérieure du flasque de fermeture 22, et est solidarisé au flasque de fermeture 22 par l'intermédiaire des pions de fixation 90. Lors du montage du moteur 2, après que le flasque de fermeture 22 a été assemblé sur le boîtier 10, on fixe la capsule 70 au flasque de fermeture 22, par exemple par encliquetage, en insérant, depuis l'extérieur du flasque de fermeture 22, la partie tubulaire 72 à travers l'orifice de réception 86 du flasque de fermeture 22. Le moteur 2 selon le deuxième mode de réalisation est particulièrement avantageux. En effet, la capsule 70 contenant les capteurs de flux magnétique 50 est rapportée sur le moteur électrique 2 depuis l'extérieur. Ainsi, les capteurs de flux magnétique 50 peuvent être positionnés dans le moteur électrique 2 sans qu'il soit nécessaire de retirer le flasque de fermeture 22 ou d'accéder à l'intérieur du boîtier 10 du moteur électrique 2. Le montage des capteurs de flux magnétique 50 est ainsi particulièrement aisé. Le remplacement d'un ou plusieurs capteurs de flux magnétique 50 est également facilité. En effet, pour extraire les capteurs de flux magnétique 50 du moteur électrique 2, il suffit de retirer la capsule 70 depuis l'extérieur du flasque de fermeture 22. Le capteur de flux magnétique 50 défaillant peut alors être facilement retiré de la capsule 70 et remplacé par un autre. Le remplacement est encore facilité si, après retrait de la capsule 70, on remplace simplement cette capsule 70 par une autre capsule 70 ne comprenant que des capteurs de flux magnétique 50 en état de fonctionner. Selon une variante non représentée du moteur électrique 2 selon le deuxième mode de réalisation, la plaque de support 51 ne comprend pas de connecteur électrique 66. Le connecteur électrique 66 est remplacé par un faisceau de câbles connectant électriquement les capteurs de flux magnétique 50 à l'unité d'analyse 52 et/ou à une source d'alimentation électrique. Ce faisceau de câbles est soudé directement sur la plaque de support 51. En particulier, il est soudé sur les pistes correspondantes de la plaque de support 51 sous forme de circuit imprimé. La figure 9 illustre de manière schématique un moteur électrique 2 selon un troisième mode de réalisation, qui ne diffère des moteurs électriques 2 selon les premier et deuxième modes de réalisation que par les éléments détaillés dans la suite de la description. Comme cela a été expliqué précédemment, le stator 4 comprend une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, et une pluralité de dents 25, chaque bobine étant enroulée autour d'une dent 25.

Chaque dent 25 s'étend sensiblement radialement en direction du rotor 6, c'est-à-dire, dans le mode de réalisation représenté, radialement vers l'intérieur. Toutes les dents 25 du rotor 6 sont sensiblement identiques. Chaque dent 25 est sensiblement symétrique par rapport à un plan de symétrie passant par la dent 25 et contenant l'axe de rotation A. Ce plan de symétrie est un plan radial du moteur électrique 2. Dans le moteur électrique 2 selon le troisième mode de réalisation, au moins l'un des capteurs de flux magnétique 50, et avantageusement chaque capteur de flux magnétique 50, du moteur électrique 2 est disposé dans le prolongement d'une dent 25 du stator 4. Dans l'exemple représenté, il est également disposé axialement en regard de la face avant 47 du rotor 6 comme dans les premier et deuxième modes de réalisation. Plus précisément, au moins l'un des capteurs de flux magnétique 50, et avantageusement chaque capteur de flux magnétique 50, est disposé dans le plan de symétrie d'une dent 25. On dit alors qu'il est disposé dans l'axe de la dent 25. Une telle disposition des capteurs de flux magnétique 50 dans l'axe des dents 25 du moteur électrique 2 est particulièrement avantageuse. En effet, le rotor 6 présente des lignes neutres N. Des exemples de lignes neutres N ont été représentés sur la figure 6. Les lignes neutres N correspondent au passage d'une polarité magnétique à une autre au sein du rotor 6. En principe, ces lignes neutres N sont disposées sur l'axe de symétrie entre deux pôles adjacents du rotor 6. En particulier, dans le cas d'aimants 36 de section transversale trapézoïdale, prise perpendiculairement à l'axe de rotation A, chaque ligne neutre N se situe sur la médiatrice du trapèze. Pour une autre forme d'aimant, par exemple un aimant 36 de forme parallélépipède rectangle ayant une section transversale rectangulaire, les lignes neutres passent par l'axe de symétrie de l'aimant 36, cet axe de symétrie s'entendant sensiblement selon un rayon du rotor 6. Or, les inventeurs ont constaté que, lorsque l'on mesure la rotation du rotor 6 au moyen d'un capteur de flux magnétique 50 placé ailleurs que dans l'axe d'une dent 25, les lignes neutres que l'on détecte au moyen de ce capteur de flux magnétique 50 sont légèrement décalées, en particulier de quelques degrés, par rapport à leur position théorique sur l'axe de symétrie entre les deux pôles du rotor 6 correspondants. Il en résulte que la position du rotor 6 mesurée au moyen d'un capteur de flux magnétique 50 ainsi disposé est entachée d'une erreur égale au décalage entre la position de la ligne neutre mesurée par le capteur 50 et sa position théorique. Les inventeurs ont découvert que ce décalage de la ligne neutre détectée par le capteur de flux magnétique 50 est dû à l'effet exercé par les bobinages du stator 4 sur le flux magnétique en dehors de l'axe d'une dent 25. Les inventeurs ont également constaté que lorsque le capteur de flux magnétique 50 est positionné dans l'axe d'une dent 25, ce décalage de la ligne neutre détectée par le capteur de flux magnétique 50 ne se produit pas. Par conséquent, lorsqu'un capteur de flux magnétique 50 est agencé dans l'axe d'une dent 25, la ligne neutre qu'il détecte coïncide exactement avec la ligne neutre théorique sur l'axe de symétrie entre deux pôles du rotor 6, sans décalage. Ainsi, la mesure de la position du rotor 6 résultant de capteurs de flux magnétique 50 ainsi disposés est bien plus précise que lorsque les capteurs de flux magnétique 50 sont disposés en dehors de l'axe d'une dent 25. Dans le mode de réalisation illustré, dans lequel le moteur électrique 2 comprend dix aimants 36 et douze dents 25, les axes de deux dents 25 adjacentes sont espacés de 30°. Ainsi, chaque capteur de flux magnétique 50 étant agencé dans l'axe d'une dent 25, deux capteurs de flux magnétique 50 adjacents sont au moins espacés, selon la direction circonférentielle, d'un angle environ égal à 30°. Différentes combinaisons de positions angulaires des capteurs de flux magnétique 50 peuvent être définies. Les positions angulaires optimales de chaque capteur de flux magnétique dans l'axe d'une dent 25 sont par exemple déterminées en traçant le signal mesuré par chaque capteur de flux magnétique 50 lorsque le rotor 6 est maintenu fixe et le capteur de flux magnétique 50 est déplacé en rotation autour de l'axe de rotation A par rapport au rotor 6 et au stator 4. Pour chaque capteur de flux magnétique 50, on observe alors plusieurs positions du capteur de flux magnétique 50 par rapport au stator 4 dans lesquelles ce capteur de flux magnétique 50 est disposé dans l'axe d'une dent 25 et mesure le même signal, éventuellement inversé. Ces positions angulaires correspondent aux localisations optimales de ce capteur de flux magnétique 50. Ces positions angulaires sont déterminées pour chaque capteur de flux magnétique 50, et peuvent ensuite être combinées entre elles en inversant, lorsque cela est nécessaire, le signal mesuré par un ou plusieurs de ces capteurs de flux magnétique 50. Selon un mode de réalisation, les capteurs de flux magnétique sont des capteurs bipolaires, c'est-à-dire qu'ils commutent entre un état haut et un état bas, par exemple des capteurs à effet Hall bipolaires. Le moteur 2 est alimenté en courant triphasé. Il comprend trois capteurs de flux magnétique 50 pour déterminer la position angulaire du rotor 6.

Avantageusement, selon ce mode de réalisation, les capteurs de flux magnétique 50 sont espacés entre eux d'un angle de 60°, chaque capteur de flux magnétique 50 étant disposé dans l'axe d'une dent 25 du stator 4. Dans ce cas, le signal mesuré par le capteur de flux magnétique 50 intermédiaire est inversé par l'unité d'analyse 52 afin de déterminer la position angulaire du rotor 6. En variante, les capteurs de flux magnétique 50 sont espacés d'un angle égal à 120°, chaque capteur de flux magnétique 50 étant disposé dans l'axe d'une dent 25 du stator 4. Cette variante est aussi avantageuse que la précédente d'un point de vue de la précision de la mesure de la position du rotor 6. Cependant, dans la première variante évoquée, les capteurs de flux magnétique 50 sont moins espacés entre eux, ce qui permet de prévoir une plaque de support 51 de dimensions plus réduites. Selon un autre mode de réalisation, les capteurs de flux magnétique 50 sont des capteurs linéaires, notamment des capteurs à effet Hall linéaires. Le moteur 2 est alimenté en courant triphasé. Avantageusement, le moteur électrique 2 ne comprend que deux capteurs de flux magnétique 50 pour déterminer la position angulaire du rotor 6. Avantageusement, ces deux capteurs de flux magnétique 50 sont distants d'un angle de 90°, chaque capteur de flux magnétique 50 étant disposé dans l'axe d'une dent 25 du stator 4.20

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1.- Moteur électrique (2) comprenant un stator (4) comprenant une pluralité de bobines destinées à être parcourues par un courant électrique, un rotor (6) comprenant une structure de support (38) et des aimants permanents (36) logés dans la structure de support (38), le rotor (6) étant propre à être entraîné en rotation par rapport au stator (4) autour d'un axe de rotation (A) définissant une direction axiale, et le moteur électrique (2) comprenant en outre au moins un capteur de flux magnétique (50) propre à mesurer le flux magnétique résultant des aimants (36) du rotor (6), caractérisé en ce que le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est disposé en face du rotor (6) selon la direction axiale en étant espacé du rotor (6) selon la direction axiale.
2. 2.- Moteur électrique (2) selon la revendication 1, dans lequel le stator (4) comprend en outre une pluralité de dents (25), chaque bobine du stator (4) étant enroulée autour d'une dent (25), le ou au moins l'un des capteurs de flux magnétique (50) étant disposé dans l'axe d'une dent (25) du stator (4).
3. 3.- Moteur électrique (2) selon la revendication 2, lequel comprend trois capteurs de flux magnétique (50), chaque capteur de flux magnétique (50) étant disposé dans l'axe d'une dent (25) du stator (4).
4. 4.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est disposé à une distance de l'axe de rotation (A) comprise entre 60% et 85% du rayon du rotor (6).
5. 5.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est disposé à une distance, prise selon la direction axiale, du rotor (6) inférieure à environ 5 mm.
6. 6.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend en outre un boîtier (10) comprenant une paroi de fond (18) et une paroi latérale (20) s'étendant une face avant (12) du moteur électrique (2) à partir de la paroi de fond (18), et un flasque de fermeture (22) amovible fermant le boîtier (10) sur la face avant (12) du moteur électrique (2), le stator (4) et le rotor (6) étant logés dans le boîtier (10), et le ou chaque capteur de flux magnétique (50) étant disposé selon la direction axiale (A) entre le flasque de fermeture (22) et le rotor (6).
7. 7.- Moteur électrique (2) selon la revendication 6, lequel comprend en outre une plaque de support (51) fixée au flasque de fermeture (22), et dans lequel le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est fixé à la plaque de support (51) et fait saillie en direction du rotor (6) à partir de la plaque de support (51).
8. 8.- Moteur électrique (2) selon la revendication 7, dans laquelle la plaque de support (51) est une plaque de circuit imprimé.
9. 9.- Moteur électrique (2) selon l'une des revendications 6 à 8, lequel comprend en outre une capsule (70), dans laquelle est agencé le ou chaque capteur de flux magnétique (50), la capsule (70) s'étendant dans l'espace entre le flasque de fermeture (22) et le rotor (6) en étant insérée à travers un orifice de réception du flasque de fermeture (22) depuis l'extérieur du flasque de fermeture (22).
10. 10.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rotor (6) est agencé à l'intérieur du stator (4).
11. 11.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend en outre une unité d'analyse (52), propre à déduire la position angulaire du rotor (6) par rapport au stator (4) à partir du flux magnétique mesuré par le capteur de flux magnétique (50) et une unité de commande (53) de l'alimentation électrique des bobines du stator (4) en fonction de la position angulaire relative du rotor (6) par rapport au stator (4) déterminée par l'unité d'analyse (52).
12. 12.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque capteur de flux magnétique (50) est un capteur à effet Hall.
13. 13.- Moteur électrique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant trois capteurs de flux magnétique (50) disposés en arc de cercle.