WO2023247866A1 - Actionneur electromecanique comprenant un moteur a reluctance synchrone compact et peu bruyant - Google Patents

Actionneur electromecanique comprenant un moteur a reluctance synchrone compact et peu bruyant Download PDF

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WO2023247866A1
WO2023247866A1 PCT/FR2023/050874 FR2023050874W WO2023247866A1 WO 2023247866 A1 WO2023247866 A1 WO 2023247866A1 FR 2023050874 W FR2023050874 W FR 2023050874W WO 2023247866 A1 WO2023247866 A1 WO 2023247866A1
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WO
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rotor
stator
motor
actuator according
actuator
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050874
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Inventor
Thierry Tollance
Ronan GEORGEAULT
Frédéric GILLON
Abdelmounaïm Tounzi
Michel Hecquet
Original Assignee
Somfy Activites Sa
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Publication date
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/56—Operating, guiding or securing devices or arrangements for roll-type closures; Spring drums; Tape drums; Counterweighting arrangements therefor
    • E06B9/68—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive
    • E06B9/72—Operating devices or mechanisms, e.g. with electric drive comprising an electric motor positioned inside the roller
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    • H02K1/246—Variable reluctance rotors
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    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric motors and more particularly synchronous “brushless” electric motors in power ranges ranging from a few tens of watts to a few hundred watts.
  • Such motors are for example used in electromechanical actuators in the field of home automation installations. These actuators are used in particular to rotate a shaft or winding tube to drive a roller shutter or a blind to obscure a window or door of a building.
  • a "brushless”, synchronous electric motor conventionally comprises a rotor and a stator comprising several windings.
  • the motor equips an electromechanical actuator rotating a winding tube
  • the motor itself is encapsulated in a casing, generally metallic, of the actuator.
  • the diameter of the motor is therefore constrained to a few centimeters. Under these conditions, it is difficult to ventilate the engine.
  • the actuator can also be subjected to high temperatures when it is mounted in the winding tube of a roller shutter or blind mounted on the facade of a building.
  • the length of the motor is also reduced as much as possible to allow an actuator length suitable for the greatest number of applications.
  • the synchroreluctant motor In the field of "brushless”, synchronous electric motors, the synchroreluctant motor is increasingly popular, because of its performance, particularly in terms of specific power and noise, compared to other motors such as asynchronous cage motors.
  • the synchroreluctant motor can be powered by a sinusoidal or trapezoidal signal. It also includes, most often, Hall effect sensors for detecting the position of the rotor relative to the stator.
  • synchroreluctant motors are that they can operate in particular without magnets. This particularity makes it possible to limit production costs. and to overcome possible difficulties in supplying magnets. However, the main difficulty is then the production in particular of the rotor whose diameter is particularly reduced.
  • Embodiments relate to an electromechanical actuator for actuating a concealment device such as a rolling shutter or a blind, comprising a casing, a head intended to be fixed to a fixed structure, a synchronous type motor, a speed reducer and a motor control unit, the motor, the speed reducer and the control unit being inserted into the housing of the electromechanical actuator, the motor comprising: a cylindrical-shaped rotor, a shaped stator cylindrical, arranged coaxially around the rotor and comprising a plurality of teeth extending radially towards the rotor, and a winding forming a winding around each of the teeth of the stator, characterized in that: the stator has an external diameter less than 55 mm, the rotor is formed by an assembly of sheet metal plates, the rotor comprises recesses around a longitudinal axis of the rotor, the rotor comprising an arrangement of recesses forming four poles, the rotor comprising two or three recesses per pole.
  • the motor actuator thus defined is particularly compact and inexpensive, while having performances adapted in particular to rolling shutter control applications for low torques.
  • this rotor manufacturing technique proves to be particularly inexpensive and rapid.
  • it makes it possible to easily modify the length of the motor according to the desired performance, in particular the torque to be provided by the motor.
  • the impact of the number of recesses on the torque value that the motor can provide must be counterbalanced by the technical feasibility of producing these housings within the overall dimensions of a rotor section and the mechanical strength of the rotor.
  • an optimal number of recesses per pole is two or three.
  • the stator comprises six teeth.
  • the diameter of the motor can be reduced by choosing a reduced number of “magnetic” poles and windings, without affecting the performance of the motor in terms of torque, power consumption and heat emission.
  • the 6 windings / 4 “magnetic” pole pair presents interesting performances in the field of application of blinds and rolling shutters, with a particularly compact stator.
  • the rotor comprises a first rotor groove extending on a cylindrical face of the rotor facing each of the poles, the first rotor groove being centered on a line located outside a first median plane of the pole passing through the longitudinal axis of the rotor.
  • this first groove makes it possible to attenuate an annoying peak in the noise spectrum emitted by the motor, without noticeably affecting the performance of the motor.
  • the rotor comprises a second rotor groove extending on a cylindrical face of the rotor facing each of the poles.
  • This second groove also modifies the air gap permeance of the motor and therefore can also modify the noise spectrum.
  • the first and second rotor grooves are arranged symmetrically with respect to the first plane.
  • This second groove makes it possible to symmetrize the behavior of the motor in both directions of rotation and thus obtain an identical result whatever the direction of rotation of the motor. Thanks to this arrangement, the symmetry of behavior of the motor in terms of noise and performance can be adapted to the operation of the actuator for winding or unwinding a mobile screen, whatever the mounting direction of the actuator.
  • the first or second rotor groove or each of the first and second rotor grooves has at least one of the following characteristics: an angular position around the longitudinal axis of the rotor relative to the first plane included between 0 and 35°, a semi-circular section, and a semi-circular section having a radius of between 0.4 and 1.8 mm.
  • each tooth of the stator comprises a stator groove formed in a free end of the tooth.
  • This arrangement in combination or not with one or two grooves on the rotor, also makes it possible to reduce the peak of audible noise emitted by the motor, without significantly affecting the performance of the motor.
  • the stator groove formed in each tooth of the stator has at least one of the following characteristics: it is centered on a median plane of the tooth passing through a longitudinal axis of the stator, it has a width of 0.2 to 3 mm, and it has a depth of 0.2 to 6 mm.
  • the centered position of the grooves in the stator teeth further reduces the peak audible noise emitted by the motor.
  • the actuator is powered by the alternating sector network.
  • control unit applies sinusoidal or trapezoidal control to the motor.
  • the stator is formed by an assembly of sheet metal plates.
  • This manufacturing technique is particularly inexpensive and quick. In addition, it makes it possible to easily modify the length of the stator depending on the desired performance, in particular the torque to be provided by the motor. In addition, this technique makes it possible to simplify the production of grooves which can be obtained by forming notches in the sheet metal plates.
  • the motor has a power less than or equal to 300 W.
  • the aforementioned engine characteristics are particularly suitable for engines in this power range.
  • the thickness of the sheets forming the rotor is between 0.3 and 0.7 mm, preferably 0.5 mm.
  • Embodiments may also relate to a concealment device of the rolling shutter or blind type, comprising an actuator as previously defined.
  • Figure 1 is a schematic perspective view in longitudinal section of a synchroreluctant motor, according to one embodiment
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the synchroreluctant motor, according to one embodiment
  • Figure 3 is a schematic profile view of a rotor of the synchroreluctant motor, according to one embodiment
  • Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the rotor, according to one embodiment
  • Figure 5 is a schematic top view of a rotor plate, according to one embodiment
  • Figure 6 is a schematic top view of a rotor plate, according to another embodiment.
  • Figure 7 is a schematic top view of a rotor plate, according to another embodiment.
  • Figures 8, 8A are schematic cross-sectional views of a synchroreluctant motor, according to one embodiment, Figure 8A being an enlarged view of part of Figure 8,
  • Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the rotor, according to another embodiment.
  • Figure 10 is a schematic cross-sectional view of the rotor, according to another embodiment.
  • Figure 11 is a schematic cross-sectional view of an actuator, according to one embodiment.
  • Figure 12 is a schematic perspective view of a home automation installation, according to one embodiment.
  • Figures 1 and 2 represent a motor 1a of the synchroreluctant type, according to one embodiment.
  • the motor 1a comprises a stator 2, a rotor 3 and a shaft 4 secured to the rotor, these three elements being coaxial and housed in a casing 6.
  • the casing 6 is integral with the stator 2 and linked to the shaft 4 via bearings 5, for example of the ball bearing type.
  • the stator 2 has a hollow cylindrical shape 20 and comprises teeth 21 extending radially towards the inside of the cylindrical part 20.
  • the teeth are designed to each receive a winding 11.
  • the teeth 21 can each have a free end extended by a tile-shaped plate 23.
  • the rotor 3 is of the transverse lamination type, otherwise called flow barriers, without magnets.
  • the rotor 3 has an external contour of cylindrical shape, inside which recesses 31 a, 31 b are formed forming flow barriers.
  • the recesses 31 a, 31 b are distributed around a longitudinal axis distant from the longitudinal axis X of the rotor 3 and a recess closer to this axis.
  • the rotor also has a central bore 36 in which is fixed the shaft 4 driven in rotation by the rotation of the rotor 3.
  • the symmetrical geometric arrangement of the different recesses, therefore of the different flow barriers around the longitudinal axis X of the rotor creates rotor poles, for example four poles.
  • the curved plates 23 at the end of the teeth 21 of the stator match the cylindrical shape of the rotor 3 while maintaining a substantially constant air gap in the facing region between each plate 23 and the external contour of the rotor 3.
  • the stator 2 comprises six teeth 21 and the rotor 3 comprises four poles formed by the arrangement of the recesses.
  • the axial length of the rotor 3 can be greater than that of the stator so as to be able to capture the magnetic flux created by the arrangement of the recesses in the rotor by Hall effect sensors which give the position of the rotor necessary for controlling the motor 1a.
  • the stator 2 has an external diameter less than 55 mm, for example between 35 and 55 mm. It can have a length of between 14 and 20 mm.
  • the rotor 3 may have a diameter of between 18 and 25 mm and a length of between 18 and 25 mm.
  • the air gap can be between 0.2 and 0.6 mm, for example equal to 0.3 mm.
  • the winding forming the windings 11 around the teeth 21 can be of the dental or concentric and distributed type, single or double layer.
  • the winding can be made with copper wire of 0.12 to 0.2 mm to form between 700 and 1000 turns around the teeth 21.
  • the stator 2 and the rotor 3 can be produced by a stack of a plurality of plates cut from a thin sheet metal, for example between 0.3 and 0.7 mm.
  • the plates can be assembled using staples, in particular so as to ensure their alignment.
  • Figure 3 represents the rotor 3 formed from a stack of two kinds of plates 33, 34, the plates 34 forming magnetic shunts.
  • the rotor 3 is formed of 40 plates 33, 34, including three plates 34, then a group of sixteen plates 33 and a group of nineteen plates 33, separated by a plate 34, and finally a plate 34.
  • Figures 2 and 4 show the shape of the plates 34 for a rotor with two recesses forming the flux barriers per pole.
  • the recesses 31 a, 31 b forming the flow barriers are substantially an assembly of straight segments.
  • the section of a recess can take a rectangular shape at the median level of the pole, extended on either side of the short side by substantially trapezoidal extensions.
  • the recesses in straight segments can be defined by the following parameters: the radius RE of a circle centered on the longitudinal axis central of the recesses 31a, 31 b,, the half-angles Aa, Ab around the longitudinal axis the longitudinal axis X of the rotor of each of the recesses 31 a, 31 b on the edge of the rotor.
  • the recesses 31 a', 31 b' forming the flow barriers have a section substantially in the form of a portion of a ring and can be defined by the following parameters: the radius Rba of the bottom of the first recess 31 a, closest to the edge of the rotor, The radius Rbb of the bottom of the second recess 31 b, closest
  • the width LB of a recess this width may be common for all the recesses.
  • the recesses 31 a, 31 b extend in pairs along a radius of the rotor 3 and are spaced from each other and from the longitudinal axis X of the rotor.
  • a rotor 300 comprises three recesses 131a, 131 b, 131 c per pole, a third recess 131c extends transversely to a radius of the rotor 3 and is spaced from the recesses 131 a, 131 b, 131c in a radial direction of the rotor 300.
  • Figure 5 shows the shape of the plates 33.
  • the plates 33 differ from the plates 34 in that the recesses 31a, 31b are through, that is to say extend to the edge of the plates forming the cylindrical face of the rotor, dividing each plate 33 into a central piece 33a, intermediate pieces 33b and peripheral pieces 33c. Parts 33b and 33c define with the central part 33a, the contour of the recesses 31a and 31 b.
  • the recesses 31 a, 31 b form freely through open spaces on the cylindrical outer wall of the rotor 3.
  • the recesses 31 a and 31 b extend over one or more parts only of the length (along the longitudinal axis X) of the rotor 3.
  • the stator 2 can have an external diameter of 40.7 mm, an internal diameter of 21.8 mm and a length of 15 mm.
  • the rotor 3 can have a diameter of 21.2 mm and a length of 20 mm.
  • the parameters Rb1, Rb2, Rfer and Lb of the rotor can take the values collected in the following table 1:
  • Torque performance can be improved by reducing the impact of magnetic shunts, in particular by reducing the thickness of the sheets 34.
  • the presence of two recesses forming flux barriers per pole makes it possible to limit torque ripples compared to a structure with a single recess forming flux barrier per pole.
  • the motor 1a presents a noise spectrum including a peak at approximately 2 kHz located in the spectrum audible to the human ear.
  • the predominance of a noise peak at this frequency proves annoying for the human ear, with a perception of a high-pitched noise.
  • Figure 6 represents a plate 34' of a rotor 3' of a motor 1b, according to one embodiment.
  • Motor 1 b differs from motor 1a only by its 3’ rotor.
  • the rotor 3' of the motor 1b differs from the rotor 3 in that the plates 33', 34' have notches 35 distributed on their edge.
  • the notches 35 can be defined for example by their angular position Na and their radius NR.
  • the angular position Na is defined relative to a median plane 10 of the recesses 31 a, 31 b, including the longitudinal axis X of the rotor 3'.
  • the angular position Na of the notches 35 is between 0 to 35°, and the radius NR of the notches 35 is between 0.4 and 1.8 mm.
  • the notches 35 have an angular position Na at 20° and a radius NR at 0.7 mm, it can be observed that the audible noise peak is attenuated by 24 dBA, whether the motor 1 b is empty or under load , compared to the 1a motor without notches.
  • Figure 7 illustrates a 1c motor according to another embodiment.
  • Motor 1c differs from motor 1b only by its 3" rotor.
  • the 3" rotor shown in Figure 7 differs from rotor 3' in that the plates 33', 34' are replaced by plates 33", 34".
  • the plates 33", 34" differ from the plates 33', 34' in that they each include a second notch 35' arranged symmetrically to the notch 35 with respect to the median plane 10 of each of the recesses 31a, 31 b.
  • This arrangement does not significantly change the amplitude of the audible noise peak, but has the advantage of symmetrizing the behavior of the motor 1 b according to the two directions of rotation of the latter, particularly in terms of noise.
  • FIGs 8, 8A illustrate a 1d motor according to another embodiment.
  • Motor 1d is equipped with rotor 3' with plates 33', 34' with a notch 35 per pole and a stator 2'.
  • the stator 2' differs from the stator 2 in that it includes a notch 25 per tooth 21 in each plate forming the stator.
  • Each tooth 21 of each plate forming the stator 2' comprises one of the notches 25.
  • Each notch 25 extends from the free end of one of the teeth 21 and is centered on the latter.
  • the notches 25 form grooves extending longitudinally in the teeth 21 of the stator 2'.
  • each of the notches 25 is defined by its width SW and its depth SD in one of the teeth 21.
  • the notches 25 have a width SW of 0.2 to 3 mm and a depth SD of 0.2 to 6 mm.
  • FIG 11 represents an electromechanical actuator 50 according to one embodiment.
  • the actuator 50 comprises a motor 56 which may be one of the motors 1a, 1b, 41c, 1d previously described, a speed reducer 57 coupled to an output shaft of the motor, and a control unit 55 connected to the motor 56, in particular to supply and control the latter with electrical energy according to control orders.
  • the speed reducer 57 includes an output shaft 58 forming an output shaft of the actuator 50.
  • the motor 56, the speed reducer 57, the output shaft 58 and the control unit 55 can be accommodated so that coaxial around an axis A in a casing 52 of cylindrical shape having an internal diameter corresponding to the external diameter of the stator of the motor 56.
  • the speed reducer 57 may include an epicyclic type reducer and/or a mechanical or electromagnetic brake.
  • the actuator 50 can be placed for example in a winding tube 60 of a concealment device such as a rolling shutter or a blind.
  • the output shaft 58 of the actuator 50 is coupled by a mechanical connection 59 to the winding tube 60.
  • a head 54 of the actuator 50 is fixed to a fixed structure 61.
  • actuator 50 also includes a crown-bearing 63 mounted on the casing 54 and free to rotate relative to the latter.
  • the crown-bearing 63 is fixed in rotation to the winding tube 60, so that the crown-bearing 63 provides a bearing function in rotation of the winding tube 60 on the casing 52 and/or on the head 54, of the side of the control unit 55, the output shaft 58 ensuring on the other side the mechanical coupling between the actuator and the winding tube 60 via the mechanical connection 59.
  • the electromechanical actuator 50 is supplied with electrical energy by a building electrical supply network, for example by the alternating sector network or by a direct current bus, or by means of a battery not shown, which can be recharged , for example, by a photovoltaic panel.
  • the electromechanical actuator 11 comprises an electrical power cable 62 connected to a sector electrical power supply network.
  • Figure 12 represents a home automation installation according to one embodiment.
  • the home automation installation can be installed in a building with an opening, window or door, equipped with a screen 72 belonging to a concealment device 70, in particular a motorized roller blind.
  • the concealment device 70 can alternatively be a rolling shutter, a blind with adjustable slats, or even a roll-up door.
  • the present invention applies to all types of concealment device comprising a motorized rotating winding shaft.
  • the screen 72 of the concealment device 70 is wound on a winding tube such as the winding tube 60 driven by the electromechanical actuator 50.
  • the screen 72 is movable between a wound position, in particular high, and an unrolled position, particularly low.
  • the screen 72 of the concealment device 70 is formed by a canvas, which is attached by a first end to the winding tube and by the other end to a weighted bar 73.
  • the high wound position of the screen corresponds to the position of the weighted bar at the level of the winding tube 60 and the lower unrolled position corresponds to the position of the weighted bar 73 of the screen 72 at the level of the threshold of the opening.
  • the deployment of the screen 72 can be guided by slides 71.
  • the winding tube 60 can be placed inside a box 74 or be visible.
  • the winding tube 60 is movable in rotation relative to a support, such as a cheek, of the box 74.
  • the present invention is capable of various embodiments and various applications.
  • the invention is not limited to actuators for shutters and blinds. It applies more generally to cylindrical actuators with a power less than or equal to 300 W.
  • the number of poles of the rotor and the number of teeth of the stator can take other values, without departing from the scope of this description. If the motor is controlled by three phases, it simply matters that the number of stator teeth is a multiple of 3.
  • the angles Na of the notches 35, 35' are not necessarily identical from one plate 33', 33", 34', 34" to another, so that the grooves formed by the notches 35, 35' are not necessarily parallel to the X axis of the rotor, nor even rectilinear. Furthermore, not all plates 33', 33", 34', 34" are necessarily provided with notches 35 and/or 35', so that the grooves on the rotor may be discontinuous or not extend over the entire length of the rotor. So, for example, only the 33', 33" plates could be provided with 35, 35' notches.
  • the grooves formed by the notches are not necessarily symmetrical with respect to the median planes of the poles and passing through the longitudinal axis X of the rotor. Indeed, it may not be necessary to symmetrize the behavior of the motor in both directions of rotation, particularly in applications where the motor is only used in one direction of rotation.
  • the grooves 25 formed in the stator 2' are not necessarily centered on the teeth 21. In fact, an off-centered position of the grooves 25 makes it possible to reduce the peak of audible noise from the motor. Additionally, the motor may include these stator grooves without grooves on the rotor. Indeed, such an arrangement also makes it possible to reduce the peak of audible noise.

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Abstract

L'invention concerne un actionneur électromécanique pour l'actionnement d'un dispositif d'occultation tel qu'un volet roulant ou un store, comprenant un carter, une tête destinée à être fixée à une structure fixe, un moteur de type synchrone, un réducteur de vitesse et une unité de commande du moteur, le moteur, le réducteur de vitesse et l'unité de commande étant insérés dans le carter de l'actionneur électromécanique, le moteur comprenant un rotor de forme cylindrique, un stator de forme cylindrique, disposé de manière coaxiale autour du rotor et comportant une pluralité de dents s'étendant radialement vers le rotor, et un bobinage formant un enroulement autour de chacune des dents du stator; le stator présente un diamètre externe inférieur à 55 mm, le rotor est formé par un assemblage de plaques de tôle et comprend des évidements autour d'un axe longitudinal du rotor, le rotor comprenant un agencement des évidements formant quatre pôles, le rotor comprenant deux ou trois évidements par pôle.

Description

DESCRIPTION
TITRE :
ACTIONNEUR ELECTROMECANIQUE COMPRENANT UN MOTEUR A
RELUCTANCE SYNCHRONE COMPACT ET PEU BRUYANT
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques et plus particulièrement les moteurs électriques « sans balais » synchrones dans les gammes de puissance allant de quelques dizaines de watts à quelques centaines de watts. De tels moteurs sont par exemple mis en oeuvre dans des actionneurs électromécaniques dans le domaine des installations domotiques. Ces actionneurs servent notamment à mettre en rotation un arbre ou tube d’enroulement pour entraîner un volet roulant ou un store pour occulter une fenêtre ou une porte d’un bâtiment.
Etat de la technique
Un moteur électrique "sans balais", synchrone comprend classiquement un rotor et un stator comportant plusieurs enroulements. Dans les applications où le moteur équipe un actionneur électromécanique entraînant en rotation un tube d’enroulement, il est souhaitable pour des raisons d’encombrement de loger l’actionneur dans le tube d’enroulement, ce qui impose à l’actionneur de fortes contraintes en termes de volume et thermique. En effet, le moteur lui-même est encapsulé dans un carter, généralement métallique, de l’actionneur. Le diamètre du moteur est donc contraint à quelques centimètres. Dans ces conditions, il est difficile de ventiler le moteur. D’autre part, l’actionneur peut également être soumis à de fortes températures lorsqu’il est monté dans le tube d’enroulement d’un volet roulant ou d’un store monté en façade d’un bâtiment. La longueur du moteur est également réduite le plus possible pour permettre une longueur d’actionneur adaptée au plus grand nombre d’applications.
Dans le domaine des moteurs électriques "sans balais", synchrones, le moteur synchroreluctant est de plus en plus plébiscité, en raison de ses performances notamment en termes de puissance massique et de bruit, comparativement aux autres moteurs tels que les moteurs asynchrones à cage. Le moteur synchroreluctant peut être alimenté par un signal sinusoïdal ou trapézoïdal. Il comprend également, le plus souvent, des capteurs à effet Hall pour la détection de la position du rotor par rapport au stator.
Un intérêt principal des moteurs synchroreluctants est de pouvoir fonctionner notamment sans aimants. Cette particularité permet de limiter les coûts de production et de pallier des éventuelles difficultés d’approvisionnement des aimants. Toutefois, la difficulté principale est alors la réalisation notamment du rotor dont le diamètre est particulièrement réduit.
D’autre part, en réduisant la taille des moteurs, il apparaît des phénomènes de résonnance entre les efforts électromagnétiques se produisant au sein du moteur et les éléments mécaniques de ce dernier. Ces phénomènes de résonance correspondent à un spectre de bruit pouvant comprendre des pics dans le domaine des fréquences audibles qui s’avèrent gênants pour les humains.
Il est donc souhaitable de proposer des améliorations aux moteurs de type synchroreluctant, afin d’adapter leur fabrication, sans pénaliser leurs performances en termes de couple généré, de consommation électrique, de chaleur dégagée et de bruit généré.
Résumé de l’invention
Des modes de réalisation concernent un actionneur électromécanique pour l’actionnement d’un dispositif d’occultation tel qu’un volet roulant ou un store, comprenant un carter, une tête destinée à être fixée à une structure fixe, un moteur de type synchrone , un réducteur de vitesse et une unité de commande du moteur, le moteur, le réducteur de vitesse et l’unité de commande étant insérés dans le carter de l’actionneur électromécanique, le moteur comprenant : un rotor de forme cylindrique, un stator de forme cylindrique, disposé de manière coaxiale autour du rotor et comportant une pluralité de dents s’étendant radialement vers le rotor, et un bobinage formant un enroulement autour de chacune des dents du stator, caractérisé en ce que : le stator présente un diamètre externe inférieur à 55 mm, le rotor est formé par un assemblage de plaques de tôle, le rotor comprend des évidements autour d’un axe longitudinal du rotor, le rotor comprenant un agencement des évidements formant quatre pôles, le rotor comprenant deux ou trois évidements par pôle.
L’actionneur moteur ainsi défini est particulièrement compact et peu coûteux, tout en présentant des performances adaptées notamment aux applications de commande de volets roulants pour des faibles couples. En particulier, cette technique de fabrication du rotor s’avère particulièrement peu coûteuse et rapide. En outre, elle permet de modifier facilement la longueur du moteur en fonction des performances souhaitées, notamment du couple à fournir par le moteur. L’impact du nombre d’évidements sur la valeur de couple que peut fournir le moteur doit être contrebalancé par la faisabilité technique de la réalisation de ces logements dans l’encombrement d’une section de rotor et la tenue mécanique du rotor. Ainsi, un nombre optimal d’évidements par pôle est égal à deux ou trois.
Selon un mode de réalisation, le stator comprend six dents.
Le diamètre du moteur peut être réduit en choisissant un nombre réduit de pôles « magnétiques » et d’enroulements, sans affecter les performances du moteur en termes de couple, de consommation électrique et d’émission de chaleur. Le couple 6 enroulements / 4 pôles « magnétiques » présente des performances intéressantes dans le domaine d’application des stores et volets roulants, avec un stator particulièrement compact.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend une première rainure de rotor s’étendant sur une face cylindrique du rotor en regard de chacun des pôles, la première rainure de rotor étant centrée sur une ligne située en dehors d’un premier plan médian du pôle passant par l’axe longitudinal du rotor.
En modifiant la perméance d’entrefer du moteur, cette première rainure permet d’atténuer un pic gênant dans le spectre de bruit émis par le moteur, sans affecter notablement les performances du moteur.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend une seconde rainure de rotor s’étendant sur une face cylindrique du rotor en regard de chacun des pôles.
Cette seconde rainure modifie également la perméance d’entrefer du moteur et donc peut modifier également le spectre de bruit.
Selon un mode de réalisation, les premières et secondes rainures de rotor sont disposées de manière symétrique par rapport au premier plan.
Cette seconde rainure permet de symétriser le comportement du moteur dans les deux sens de rotation et ainsi d’obtenir un résultat identique quel que soit le sens de rotation du moteur. Grâce à cette disposition, la symétrie de comportement du moteur en termes de bruit et de performance peut être adaptée au fonctionnement de l’actionneur pour l’enroulement ou le déroulement d’un écran mobile, quel que soit le sens de montage de l’actionneur.
Selon un mode de réalisation, la première ou la seconde rainure de rotor ou chacune des première et seconde rainures de rotor présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : une position angulaire autour de l’axe longitudinal du rotor par rapport au premier plan comprise entre 0 et 35°, une section semi-circulaire, et une section semi-circulaire ayant un rayon compris entre 0,4 et 1 ,8 mm. Selon un mode de réalisation, chaque dent du stator comprend une rainure de stator formée dans une extrémité libre de la dent.
Cette disposition en combinaison ou non avec une ou deux rainures sur le rotor permet également de réduire le pic de bruit audible émis par le moteur, sans affecter notablement les performances du moteur.
Selon un mode de réalisation, la rainure de stator formée dans chaque dent du stator présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : elle est centrée sur second un plan médian de la dent passant par un axe longitudinal du stator, elle présente une largeur de 0,2 à 3 mm, et elle présente une profondeur de 0,2 à 6 mm.
La position centrée des rainures dans les dents du stator permet de réduire davantage le pic de bruit audible émis par le moteur.
Selon un mode de réalisation, l’actionneur est alimenté par le réseau alternatif du secteur.
Selon un mode de réalisation, l’unité de commande applique au moteur une commande sinusoïdale ou trapézoïdale.
Les performances du moteur peuvent être atteintes par l’un ou l’autre de ces types de commande.
Selon un mode de réalisation, le stator est formé par un assemblage de plaques de tôle.
Cette technique de fabrication s’avère particulièrement peu coûteuse et rapide. En outre, elle permet de modifier facilement la longueur du stator en fonction des performances souhaitées, notamment du couple à fournir par le moteur. En outre, cette technique permet de simplifier la réalisation des rainures qui peuvent être obtenues en formant des encoches dans les plaques de tôle.
Selon un mode de réalisation, le moteur présente une puissance inférieure ou égale à 300 W.
Les caractéristiques précitées du moteur sont particulièrement adaptées aux moteurs de cette gamme de puissance.
Selon un mode de réalisation, l’épaisseur des tôles formant le rotor est comprise entre 0,3 et 0,7 mm, de préférence 0,5 mm.
Des modes de réalisation peuvent également concerner un dispositif d’occultation du type volet roulant ou store, comprenant un actionneur tel que précédemment défini. Brève description des figures
La présente invention sera bien comprise à l’aide de la description qui suit en référence aux figures annexées, dans lesquelles des signes de références identiques correspondent à des éléments structurellement et/ou fonctionnellement identiques ou similaires.
La figure 1 est une vue schématique en perspective et en coupe longitudinale d’un moteur synchroreluctant, selon un mode de réalisation,
La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale du moteur synchroreluctant, selon un mode de réalisation,
La figure 3 est une vue schématique de profil d’un rotor du moteur synchroreluctant, selon un mode de réalisation,
La figure 4 est une vue schématique en coupe transversale du rotor, selon un mode de réalisation,
La figure 5 est une vue schématique de dessus d’une plaque du rotor, selon un mode de réalisation,
La figure 6 est une vue schématique de dessus d’une plaque du rotor, selon un autre mode de réalisation,
La figure 7 est une vue schématique de dessus d’une plaque du rotor, selon un autre mode de réalisation,
Les figures 8, 8A sont des vues schématiques en coupe transversale d’un moteur synchroreluctant, selon un mode de réalisation, la figure 8A étant une vue agrandie d’une partie de la figure 8,
La figure 9 est une vue schématique en coupe transversale du rotor, selon un autre mode de réalisation,
La figure 10 est une vue schématique en coupe transversale du rotor, selon un autre mode de réalisation,
La figure 11 est une vue schématique en coupe transversale d’un actionneur, selon un mode de réalisation,
La figure 12 est une vue schématique en perspective d’une installation domotique, selon un mode de réalisation.
Description détaillée
Les figures 1 et 2 représente un moteur 1 a de type synchroreluctant, selon un mode de réalisation. Le moteur 1 a comprend un stator 2, un rotor 3 et un arbre 4 solidaire du rotor, ces trois éléments étant coaxiaux et logés dans un carter 6. Le carter 6 est solidaire du stator 2 et lié à l’arbre 4 par l’intermédiaire de paliers 5, par exemple du type roulement à billes.
Sur la figure 2, le stator 2 présente une forme cylindrique 20 creuse et comprend des dents 21 s’étendant radialement vers l’intérieur de la partie cylindrique 20. Les dents sont prévues pour recevoir chacune un enroulement 11 . Les dents 21 peuvent présenter chacune une extrémité libre prolongée par une plaque 23 en forme de tuile.
Selon un mode de réalisation, le rotor 3 est de type à laminations transversales, autrement appelé à barrières de flux, sans aimants. Ainsi, le rotor 3 présente un contour externe de forme cylindrique, à l’intérieur duquel sont formés des évidements 31 a, 31 b formant des barrières de flux. Les évidements 31 a, 31 b sont répartis autour d’un axe longitudinal X du rotor et regroupés par paires d’évidements centrés sur un plan longitudinal du rotor 3. Chaque paire d’évidements 31 a, 31 , comprend un évidement 31 a plus éloigné de l’axe longitudinal X du rotor 3 et un évidement plus proche de cet axe. Le rotor présente également un alésage central 36 dans lequel est fixé l’arbre 4 entrainé en rotation par la rotation du rotor 3. L’arrangement géométrique symétrique des différents évidements, donc des différentes barrières de flux autour de l’axe longitudinal X du rotor crée des pôles du rotor, par exemple quatre pôles. Les plaques courbes 23 à l’extrémité des dents 21 du stator épousent la forme cylindrique du rotor 3 en conservant un entrefer sensiblement constant dans la région de vis-à-vis entre chaque plaque 23 et le contour externe du rotor 3.
Dans l’exemple de la figure 2, le stator 2 comprend six dents 21 et le rotor 3 comprend quatre pôles formés par l’arrangement des évidements.
La longueur axiale du rotor 3 peut être plus grande que celle du stator de façon à pouvoir capter le flux magnétique créé par l’agencement des évidements du rotor par des capteurs à effet Hall qui donnent la position du rotor nécessaire au pilotage du moteur 1a.
Le stator 2 présente un diamètre externe inférieur à 55 mm, par exemple compris entre 35 et 55 mm. Il peut présenter une longueur comprise entre 14 et 20 mm. Le rotor 3 peut présenter un diamètre compris entre 18 et 25 mm et une longueur comprise entre 18 et 25 mm. L’entrefer peut être compris entre 0,2 et 0,6 mm, par exemple égal à 0,3 mm.
Le bobinage formant les enroulements 11 autour des dents 21 peut être de type dentaire ou concentrique et distribué, simple ou double couche. Le bobinage peut être réalisé avec du fil de cuivre de 0,12 à 0,2 mm pour former entre 700 et 1000 spires autour des dents 21 . Le stator 2 et le rotor 3 peuvent être réalisés par un empilement d’une pluralité de plaques découpées dans une tôle de faible épaisseur, par exemple comprise entre 0,3 et 0,7 mm. Les plaques peuvent être assemblées par des agrafes, notamment de manière à assurer leur alignement. Ainsi, la figure 3 représente le rotor 3 formé d’un empilement de deux sortes de plaques 33, 34, les plaques 34 formant des shunts magnétiques. Dans l’exemple de la figure 3, le rotor 3 est formé de 40 plaques 33, 34, dont trois plaques 34, puis un groupe de seize plaques 33 et un groupe de dix-neuf plaques 33, séparés par une plaque 34, et enfin une plaque 34.
Les figures 2 et 4 montrent la forme des plaques 34 pour un rotor à deux évidements formant les barrières de flux par pôle. Les évidements 31 a, 31 b formant les barrières de flux sont sensiblement un assemblage de segments droits. Par exemple tel que représenté sur les figures 4 et 5, la section d’un évidement peut prendre une forme rectangulaire au niveau médian du pôle, prolongée de part et d’autre du petit côté par des extensions sensiblement trapézoïdales.
Les évidements en segments droits peuvent être définis par les paramètres suivants : le rayon RE d’un cercle centré sur l’axe longitudinal X du rotor 3 au-delà duquel sont formés les évidements 31a, 31 b, la largeur BW d’un segment central des évidements 31a, 31 b, , les demi-angles Aa, Ab autour de l’axe longitudinal X du rotor 3, d’extension de chacun des évidements 31 a, 31 b, et l’angle d’ouverture Ga autour de l’axe longitudinal X du rotor de chacun des évidements 31 a, 31 b sur le bord du rotor.
Selon un mode de réalisation alternatif représenté sur la figure 9, les évidements 31 a’, 31 b’ formant les barrières de flux présentent une section sensiblement en forme de portion d’anneau et peuvent être définis par les paramètres suivants : le rayon Rba du fond du premier évidement 31 a, le plus proche du bord du rotor, Le rayon Rbb du fond du deuxième évidement 31 b, le plus proche
Le rayon Rfer médian entre les premier et deuxième évidements 31 a, 31 b,
La largeur LB d’un évidement, cette largeur pouvant être commune pour l’ensemble des évidements.
D’autres géométries de barrières de flux peuvent être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention.
Suivant le mode de réalisation à deux évidements par pôle, les évidements 31 a, 31 b s’étendent par paire suivant un rayon du rotor 3 et sont distants l’un de l’autre et de l’axe longitudinal X du rotor. Suivant un mode de réalisation alternatif représenté en figure 10, un rotor 300 comprend trois évidements 131a, 131 b, 131 c par pôle, un troisième évidement 131c s’étend transversalement à un rayon du rotor 3 et est distant des évidements 131 a, 131 b, 131c suivant une direction radiale du rotor 300.
La figure 5 montre la forme des plaques 33. Les plaques 33 diffèrent des plaques 34 en ce que les évidements 31a, 31 b sont traversants, c’est-à-dire s’étendent jusqu’au bord des plaques formant la face cylindrique du rotor, divisant chaque plaque 33 en une pièce centrale 33a, des pièces intermédiaires 33b et des pièces périphériques 33c. Les pièces 33b et 33c délimitent avec la pièce centrale 33a, le contour des évidements 31a et 31 b. Dans la construction assemblée du rotor, les évidements 31 a, 31 b forment des espaces librement traversants ouverts sur la paroi extérieure cylindrique du rotor 3. Dans l’agencement des plaques 33, 34 représenté sur la figure 3, les évidements 31 a et 31 b s’étendent sur une ou plusieurs parties seulement de la longueur (suivant l’axe longitudinal X) du rotor 3.
Selon un exemple de réalisation, le stator 2 peut présenter un diamètre extérieur de 40,7 mm, un diamètre intérieur de 21 ,8 mm et une longueur de 15 mm. Le rotor 3 peut présenter un diamètre de 21 ,2 mm et une longueur de 20 mm.
De préférence, les longueurs de fer Lfer et d’entrefer sont fixés à Lfer = 15mm et e = 0.3 mm, correspondant aux dimensionnement classiques dans les applications d’actionneurs électromécaniques pour l’actionnement de stores ou volets roulants. Dans ces conditions, les paramètres Rb1 , Rb2, Rfer et Lb du rotor peuvent prendre les valeurs rassemblées dans le tableau 1 suivant :
Tableau 1
Figure imgf000010_0001
Ces valeurs sont obtenues avec des enroulements à 715 spires de fil de 0,15 mm de diamètre, et des plaques 33, 34 de 0,5 mm d’épaisseur, une commande sinusoïdale étant appliquée au moteur 1a, le couple moyen obtenu sur l’arbre du moteur 1a étant compris entre 32 et 35 mN. m..
Les performances en couple peuvent être améliorées en diminuant l’impact des shunts magnétiques, notamment en réduisant l’épaisseur des tôles 34.
De la même manière, la présence de deux évidements formant des barrières de flux par pôle permet de limiter les ondulations de couple par rapport à une structure à un seul évidement formant barrière de flux par pôle. Cependant, sur le plan acoustique, le moteur 1a présente un spectre de bruit comprenant un pic à environ 2 kHz se trouvant dans le spectre audible par l’oreille humaine. Or la prédominance d’un pic de bruit à cette fréquence s’avère gênante pour l’oreille humaine, avec une perception d’un bruit aigu.
La figure 6 représente une plaque 34’ d’un rotor 3’ d’un moteur 1 b, selon un mode de réalisation. Le moteur 1 b diffère du moteur 1a uniquement par son rotor 3’. Le rotor 3’ du moteur 1 b diffère du rotor 3 en ce que les plaques 33’, 34’ présentent des encoches 35 réparties sur leur bord. Les encoches 35 peuvent être définies par exemple par leur position angulaire Na et leur rayon NR. La position angulaire Na est définie par rapport à un plan médian 10 des évidements 31 a, 31 b, incluant l’axe longitudinal X du rotor 3’. Une fois empilées et assemblées, les encoches 35 sur le bord des plaques 33’, 34’ forment des rainures s’étendant longitudinalement le long du rotor 3’.
Selon un mode de réalisation, la position angulaire Na des encoches 35 est comprise entre 0 à 35°, et le rayon NR des encoches 35 est compris entre 0,4 et 1 ,8 mm. Lorsque les encoches 35 présentent une position angulaire Na à 20° et un rayon NR à 0,7 mm, il peut être observé que le pic de bruit audible se trouve atténué de 24 dBA, que le moteur 1 b soit à vide ou en charge, par rapport au moteur 1a sans encoches.
La figure 7 illustre un moteur 1c selon un autre mode de réalisation. Le moteur 1c diffère du moteur 1 b uniquement par son rotor 3". Le rotor 3" représenté sur la figure 7 diffère du rotor 3’ en ce que les plaques 33’, 34’ sont remplacées par des plaques 33", 34". Les plaques 33", 34" diffèrent des plaques 33’, 34’ en ce qu’elles comprennent chacune une seconde encoche 35’ disposée symétriquement à l’encoche 35 par rapport au plan médian 10 de chacun des évidements 31a, 31 b. Cette disposition ne change pas significativement l’amplitude du pic de bruit audible, mais présente l’avantage de symétriser le comportement du moteur 1 b suivant les deux sens de rotation de ce dernier, notamment en terme de bruit.
Les figures 8, 8A illustrent un moteur 1d selon un autre mode de réalisation. Le moteur 1d est équipé du rotor 3’ avec les plaques 33’, 34’ à une encoche 35 par pôle et un stator 2’. Le stator 2’ diffère du stator 2 en ce qu’il comprend une encoche 25 par dent 21 dans chaque plaque formant le stator. Chaque dent 21 de chaque plaque formant le stator 2’ comprend une des encoches 25. Chaque encoche 25 s’étend depuis l’extrémité libre d’une des dents 21 et est centrée sur cette dernière. Ainsi, les encoches 25 forment des rainures s’étendant longitudinalement dans les dents 21 du stator 2’. Sur la figure 8A, chacune des encoches 25 est définie par sa largeur SW et sa profondeur SD dans une des dents 21. Selon un mode de réalisation, les encoches 25 présentent une largeur SW de 0,2 à 3 mm et une profondeur SD de 0,2 à 6 mm.
En combinant les encoches 35 avec une position angulaire Na à 25° et un rayon NR à 1 ,25 mm, et les encoches 25 avec une largeur SW de 0,5 mm et une profondeur SD de 1 mm, le pic de bruit audible se trouve atténué de 15 dBA, que le moteur soit à vide ou en charge, par rapport au moteur 1 sans encoches.
La figure 11 représente un actionneur électromécanique 50 selon un mode de réalisation. L’actionneur 50 comprend un moteur 56 pouvant être l’un des moteurs 1a, 1 b, 41 c, 1d précédemment décrits, un réducteur de vitesse 57 couplé à un arbre de sortie du moteur, et une unité de commande 55 connectée au moteur 56, en particulier pour alimenter et piloter ce dernier en énergie électrique en fonction d’ordres de commande. Le réducteur de vitesse 57 comprend un arbre de sortie 58 formant un arbre de sortie de l’actionneur 50. Le moteur 56, le réducteur de vitesse 57, l’arbre de sortie 58 et l’unité de commande 55 peuvent être logés de manière coaxiale autour d’un axe A dans un carter 52 de forme cylindrique ayant un diamètre intérieur correspondant au diamètre externe du stator du moteur 56. Le réducteur de vitesse 57, peut comprendre un réducteur de type épicycloïdal et/ou un frein mécanique ou électromagnétique.
Ainsi, l’actionneur 50 peut être disposé par exemple dans un tube d’enroulement 60 d’un dispositif d’occultation tel qu’un volet roulant ou un store. A cet effet, l’arbre de sortie 58 de l’actionneur 50 est couplé par une liaison mécanique 59 au tube d’enroulement 60. Par ailleurs, une tête 54 de l’actionneur 50 est fixée à une structure fixe 61. L’actionneur 50 comprend également une couronne-palier 63 montée sur le carter 54 et libre en rotation par rapport à ce dernier. La couronne-palier 63 est fixée en rotation au tube d’enroulement 60, de sorte que la couronne-palier 63 assure une fonction de palier en rotation du tube d’enroulement 60 sur le carter 52 et/ou sur la tête 54, du côté de l’unité de commande 55, l’arbre de sortie 58 assurant de l’autre côté le couplage mécanique entre l’actionneur et le tube d’enroulement 60 par la liaison mécanique 59.
L’actionneur électromécanique 50 est alimenté en énergie électrique par un réseau d’alimentation électrique du bâtiment, par exemple par le réseau alternatif du secteur ou par un bus à courant continu, ou encore au moyen d’une batterie non représentée, pouvant être rechargée, par exemple, par un panneau photovoltaïque. Ici, l’actionneur électromécanique 11 comprend un câble d’alimentation électrique 62 raccordé à un réseau d’alimentation électrique du secteur.
La figure 12 représente une installation domotique selon un mode de réalisation. L’installation domotique peut être installée dans un bâtiment comportant une ouverture, fenêtre ou porte, équipée d’un écran 72 appartenant à un dispositif d’occultation 70, en particulier un store enroulable motorisé. Le dispositif d’occultation 70 peut être alternativement un volet roulant, un store avec des lames orientables, ou encore une porte enroulable. En pratique, la présente invention s’applique à tous les types de dispositif d’occultation comprenant un arbre d’enroulement motorisé en rotation.
L’écran 72 du dispositif d’occultation 70 est enroulé sur un tube d’enroulement tel que le tube d’enroulement 60 entraîné par l’actionneur électromécanique 50. L’écran 72 est mobile entre une position enroulée, en particulier haute, et une position déroulée, en particulier basse.
De manière connue, l’écran 72 du dispositif d’occultation 70 est formé par une toile, laquelle s’accroche par une première extrémité, au tube d’enroulement et par l’autre extrémité à une barre lestée 73. La position haute enroulée de l’écran correspond à la position de la barre lestée au niveau du tube d’enroulement 60 et la position basse déroulée correspond à la position de la barre lestée 73 de l’écran 72 au niveau du seuil de l'ouverture. Le déploiement de l’écran 72 peut être guidé par des coulisses 71. Le tube d’enroulement 60 peut être disposé à l’intérieur d’un coffre 74 ou être apparent. Le tube d’enroulement 60 est mobile en rotation par rapport à un support, tel qu’une joue, du coffre 74.
Il apparaîtra clairement à l’homme de l’art que la présente invention est susceptible de diverses variantes de réalisation et diverses applications. En particulier, l’invention n’est pas limitée aux actionneurs pour volets et stores. Elle s’applique plus généralement aux actionneurs de forme cylindrique présentant une puissance inférieure ou égale à 300 W.
Par ailleurs, le nombre de pôles du rotor et le nombre de dents du stator peuvent prendre d’autre valeurs, sans sortir du cadre de la présente description. Si le moteur est commandé par trois phases, il importe simplement que le nombre de dents du stator soit un multiple de 3.
Les angles Na des encoches 35, 35’ ne sont pas nécessairement identiques d’une plaque 33’, 33", 34’, 34" à l’autre, de sorte que les rainures formées par les encoches 35, 35’ ne sont pas nécessairement parallèles à l’axe X du rotor, ni même rectilignes. En outre, toutes les plaques 33’, 33", 34’, 34" ne sont pas nécessairement pourvues d’encoches 35 et/ou 35’, de sorte que les rainures sur le rotor peuvent être discontinues ou ne pas s’étendre sur toute la longueur du rotor. Ainsi, par exemple, seules les plaques 33’, 33" pourraient être pourvues d’encoches 35, 35’.
Les rainures formées par les encoches ne sont pas nécessairement symétriques par rapport à des plans médians des pôles et passant par l’axe longitudinal X du rotor. En effet, il peut ne pas être nécessaire de symétriser le comportement du moteur dans les deux sens de rotation, notamment dans les applications où le moteur n’est utilisé que dans un seul sens de rotation.
Les rainures 25 formées dans le stator 2’ ne sont pas nécessairement centrées sur les dents 21. En effet, une position décentrée des rainures 25 permet de réduire le pic de bruit audible du moteur. En outre, le moteur peut comprendre ces rainures de stator sans rainures sur le rotor. En effet, une telle disposition permet également de réduire le pic de bruit audible.

Claims

REVENDICATIONS
1. Actionneur électromécanique pour l’actionnement d’un dispositif d’occultation tel qu’un volet roulant ou un store, comprenant un carter (52), une tête (54) destinée à être fixée à une structure fixe (61 ), un moteur (1a, 1 b, 1c, 1 d, 56) de type synchrone , un réducteur de vitesse (57) et une unité de commande (55) du moteur, le moteur (1a, 1 b, 1c, 1 d, 56), le réducteur de vitesse (57) et l’unité de commande (55) étant insérés dans le carter (52) de l’actionneur électromécanique, le moteur comprenant : un rotor (3, 3’, 3") de forme cylindrique, un stator (2, 2’) de forme cylindrique, disposé de manière coaxiale autour du rotor et comportant une pluralité de dents (21 ) s’étendant radialement vers le rotor, et un bobinage (11 ) formant un enroulement autour de chacune des dents du stator, caractérisé en ce que : le stator (2, 2’) présente un diamètre externe inférieur à 55 mm, le rotor (2, 2’) est formé par un assemblage de plaques de tôle, le rotor (3, 3’, 3") comprend des évidements (31 a, 31 b) autour d’un axe longitudinal du rotor, le rotor (3, 3’, 3") comprenant un agencement des évidements formant quatre pôles, le rotor comprenant deux ou trois évidements (31 a, 31 b, 31 c) par pôle formés autour d’un axe longitudinal du rotor et s’étendant jusqu’à une face cylindrique du rotor.
2. Actionneur selon la revendication 1 , dans lequel le stator (2, 2’) comprend six dents.
3. Actionneur selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le rotor (3’, 3") comprend une première rainure de rotor (35) s’étendant sur une face cylindrique du rotor en regard de chacun des pôles, la premère rainure de rotor étant centrée sur une ligne située en dehors d’un premier plan médian du pôle passant par l’axe longitudinal du rotor.
4. Actionneur selon la revendication 3, dans lequel le rotor (3") comprend une seconde rainure de rotor (35’) s’étendant sur une face cylindrique du rotor en regard de chacun des pôles.
5. Actionneur selon la revendication 4, dans lequel les première et seconde rainures de rotor (35, 35’) sont disposées de manière symétrique par rapport au premier plan.
6. Actionneur selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la première ou la seconde rainure de rotor (35, 35’) ou chacune des première et seconde rainures de rotor présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : une position angulaire (Na) autour de l’axe longitudinal du rotor par rapport au premier plan, comprise entre 0 et 35°, une section semi-circulaire, et une section semi-circulaire ayant un rayon (NR) compris entre 0,4 et 1 ,8 mm.
7. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel chaque dent (21 ) du stator (2’) comprend une rainure de stator (25) formée dans une extrémité libre de la dent.
8. Actionneur selon la revendication 7, dans lequel la rainure de stator (25) formée dans chaque dent (21 ) du stator (2’) présente au moins l’une des caractéristiques suivantes : elle est centrée dans un second plan médian de la dent passant par un axe longitudinal du stator, elle présente une largeur (SW) de 0,2 à 3 mm, et elle présente une profondeur (SD) de 0,2 à 6 mm.
9. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’actionneur est alimenté par le réseau alternatif du secteur.
10. Actionneur selon la revendication 9, dans lequel l’unité de commande (55) applique au moteur une commande sinusoïdale ou trapézoïdale.
11 . Actionneur selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le stator (2, 2’) est formé par un assemblage de plaques de tôle.
12. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel le moteur (1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 56) présente une puissance inférieure ou égale à 300 W.
13. Actionneur selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel l’épaisseur des tôles formant le rotor est comprise entre 0,3 et 0,7 mm, de préférence 0,5 mm.
14. Dispositif d’occultation du type volet roulant ou store, comprenant un actionneur selon l’une des revendications 1 à 13.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1585213A1 (fr) * 2004-04-06 2005-10-12 Saia-Burgess Murten AG Dispositif de réglage avec un entraínement
KR20130080635A (ko) * 2012-01-05 2013-07-15 한밭대학교 산학협력단 토크 리플 저감을 위한 동기형 릴럭턴스 전동기
US20150280502A1 (en) * 2013-03-08 2015-10-01 Mitsubishi Electric Corporation Multiplex multiphase winding ac motor and electric power steering apparatus
FR3049781A1 (fr) * 2016-04-04 2017-10-06 Somfy Sas Actionneur electromecanique pour la commande d'ecrans et installation domotique comprenant un tel actionneur
US20190229567A1 (en) * 2016-10-07 2019-07-25 Toshiba Industrial Products And Systems Corporation Synchronous reluctance type rotary electric machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1585213A1 (fr) * 2004-04-06 2005-10-12 Saia-Burgess Murten AG Dispositif de réglage avec un entraínement
KR20130080635A (ko) * 2012-01-05 2013-07-15 한밭대학교 산학협력단 토크 리플 저감을 위한 동기형 릴럭턴스 전동기
US20150280502A1 (en) * 2013-03-08 2015-10-01 Mitsubishi Electric Corporation Multiplex multiphase winding ac motor and electric power steering apparatus
FR3049781A1 (fr) * 2016-04-04 2017-10-06 Somfy Sas Actionneur electromecanique pour la commande d'ecrans et installation domotique comprenant un tel actionneur
US20190229567A1 (en) * 2016-10-07 2019-07-25 Toshiba Industrial Products And Systems Corporation Synchronous reluctance type rotary electric machine

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