Brevet FR2014504A1 — publié le 19700417

la présente invention concerne un moteur électrique pas à pas pour compter des impulsions, et pour le positionnement angulaire d'un arbre de 36° en 36°, en raison du nombre d'impulsions donné audit moteur,■comprenant un rotor for-$ mé par un aimant permanent magnétisé selon une pluralité de paires de pôles, un premier stator constitué d'un aimant permanent magnétisé suivant une pluralité de pôles,d'un second stator électromagnétique ayant une pluralité de pôles, ainsi que d'un corps denté en matériau magnétique doux. K> lia présente invention concerne aussi un moteur électrique pas à pas, pour compter des impulsions et pour le positionnement angulaire d*arbres en raison d'un certain nombre d'impulsions. les moteurs électriques pas à pas convenus* tionnels sont munis de deux, trois ou quatre enroulements, dont •«rtains sont interconnectés et sont toujours alimentés par des tansisos positives ou négatives insérées sur les enroulements par l'entremise de commutateurs mécaniques ou électroniques«Les dits moteurs pas à pas présentent les désavantages suivants f Zo a) ils ne peuvent pas subdiviser la rotation de 360° un nombre quelconque de pas, mais seulement en des Rsmbres définis ; par exemple ils ne sont pas capables de diviser la rotation de 360# en 10 parties» Ce fait est un inconvénient lors de leur em-ploi dans les appareils de mesures décimales, où., pour éliminer ledit inconvénient, on utilise des réducteurs à engrenages dans les moteurs pas à pas et les compteurs décimaux» b) alors qu'ils ne sont pas alimentés, ils sont'presqu'inertes c'est-à-dire qu'ils ne restent pas stables 5o au point atteint à la suite des impulsions reçues, mais ils a-vancent facilement en opposant aux déplacements un couple très petit, lequel n'a guère de rapport avec le couple élevé qu'ils opposent quand ils sont alimentés ; en conséquence lesdits moteurs doivent être alimentés en courant continu pour être main-5S tenus stables , c) pour une alimentation correcte desdits moteurs il est pratiquement nécessaire 4*utiliser un appareil compliqué à semi-eonducteurs, le coftt de celui-ci étant trois ou quatre fois supérieur à celui des moteurs® Le but de la présente invention est la réali 69 21731 2014504 sation d'un moteur électrique pas à pas surmontant lesdits inconvénients» Ûn autre "but est la réalisation d'un moteur électrique pas à pas ayant une structure simple et muni d'un 5 seul enroulement sans aucune prise intermédiaire», Un autre but encore est la réalisation d'un moteur électrique pas à pas pouvant être alimenté par des impulsions venant toutes de la même direction c'est-à-dire ayant toutes la même polarité } notamment un moteur dont le fonction-10 nement peut être obtenu au moyen d'une seule pile et d'un simple interrupteur o Un autre "but encore est la réalisation d'un moteur électrique pas à pas grâce auquel an tour entier de 360* peut être partagé en un nombre quelconque de pas c'est-à-dire • 15 un moteur tel qu'un de ses pas peut produire une rotation d'une ampleur préétablie lorsquô l'arbre est entraîné. Enfin un autre but est la réalisation d'un moteur électrique pas à pas, lequel, quand il n'est pas alimenté, reste stable au peint atteint à la suite des impulsions reçues, 20 en opposant aux déplacements le mène couple que celui existant lorsqu'il est alimentée ïïn moteur électrique de ce type comprend un rotor et au moins deux stators» le rotor comprend un aimant permanent, dont une des surfaces est cylindrique et magnétisée se-25 Ion une pluralité de pôles ; les deux stators comprenant, respectivement, le premier un aimant permanent ayant la forme d'un corps cylindrique magnétisé selon une pluralité de paires de pôles à l'endroit de sa surface opposée à celle du rotor ; et le deuxième stator comprenant un électroaimant muni d'un enrou-30 lement électrique contenu entre deux brides en matière magnétique douce et munies d'ailettes formant les pôles électromagnétiques. le moteur comprend en outre un corps à encoches réalisé en matériau magnétique doux, les portions magnétiques du stator étant opposées aux portions magnétiques du rotor® 35 Afin de mieux faire comprendre la structure et les caractéristiques du moteur électrique pas à pas, on déerira ci-dessous une réalisation dudit moteur, dans un simpie exemple non limitatif, en se référant au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est le schéma magnétique d'un mo-40 teur pas à pas suivant l'invention ; 69 21731 3 2014504 la figure 2 est une vue de détails séparés utilisés pour la réalisation d'un moteur pas à pas ; et la figure 3 est une vue en coupe partielle montrant le moteur comprenant les éléments selon la figure 2, 5 lesdits éléments étant montrés assemblés dans les conditions de fonctionnement» Sur les dessins, on a indiqué par 1 un rotor, et les trois stators ont été indiqués par 2, 3 et 4» le rotor 1 comprend un aimant permanent à hau-XO te force coercitive , de forme annulaire, et magnétisé selon une pluralité de paires de pôles à la surface cylindrique extérieure, comme montré à la figure 2, avec respectivement les pôles nord repérés par la lettre S et les pôles sud repérés par la lettre S. les trois stators 2, 3 et 4, fixés coaxiale-15 ment l'un par rapport à l'autre, peuvent être logés à l'intérieur dudit rotor annulaire 1. Sur la figure 3, montrant une vue en coupe du moteur assemblé, on voit les trois stators fixés sur l'arbre 6 et le rotor muni de deux brides 7 et des paliers à billes 8 mon-20 tés sur l'arbre 6. le stator 2 comprend un aimant permanent à haute force coercitive ayant la forme d'une rondelle et magnétisé suivant une pluralité de paires*de pôles sur la surface cylindrique extérieure, comme montré schématiquement à la figure 2. 25 Le stator 3 est un électro-aimant comprenant un enroulement électrique entre deux brides de fer doux ou, en tous cas, d'un matériau magnétique doux, muni d'ailettes formant les pôles électromagnétiques. Les polarités Nord et Sud, comme montrées aux figures 1 et 2, apparaîtront seulement quand un in-30 terrupteur 5 est fermé, lequel entraîne un flux de courant dans l'enroulement électrique de 1'électro-aimant 3= Le nombre des pôles du rotor 1, des stators 2 et 3 et le nombre des dentelures du stator 4 est égalo Tous les pôles et les dentelures ont la même 35 largeur. Les pôles du stator 2 et du stator 3 sont parfaitement alignés. Le sens de l'enroulement électrique du stator 3 est tel que celui-ci étant alimenté, des polarités de signe 40 opposé à celles des pôles du stator 2 apparaîtront aux pôles 3 69 21731 2014504 du. stator comme cela est montré aux figuras 1 et 2. Les dentelures du stator 4 sont avancées Le rotor 1 et le stator 2, tous deui; êt-: magnétisés de façon permanente s'attirent entre eux suivarr* : polarités opposées et se repoussent suivant les mômes polar 10 en tendant à retenir le rotor 1 dans autant de positions . qu'il y a de couples de pôles. En conséquence, le tour de 360° du rotor est subdivisé en autant de pas qu'il y s Ai; paires de pôles ; il n'y a pas de. limite pour détermines lar: paires de pôles# 15 La présence du stator 4 dont les denteli:-; " sont décalées d'une demi-dentelure dans le sens de rotatics • siré du moteur, maintient le* rotor 1 tourné d'environ ttu de pôle dans le sens de déplacement de la dentelure. Quand il n'est pas alimenté, le stator 2;.cox-20 rigé ainsi par l'action du stator 4, tend à maintenir pas S2=> tion mutuelle le rotor 1 dans autant de positions fixes qu£±i y a de paires de pôles ; lesdites'positions sont avancées ron un tiers de pôle dans le sens de rotation du motenr, Lors de la fermeture de l'interrupteur 5 indiqué aux figures 1 «a 25 des polarités opposées à celles du stator 2 et d'intensité tua-blé apparaîtront sur le stator 3 j le rotor .1, ayant déjà -carné d'environ un tiers de pôle dans le sens de rotation âéciis, est sollicité à tourner dans la direction désirée jusqu'à contrer un pôle de signe opposé sur le stator 3, à la loi® 30 loigné du stator 4 également dans cette position d'enviscc: tiers de pôle. En ouvrant l'interrupteur 5 et, lorsque la magnétisation sur le stator 3 fait défaut le rotor est stjiv5cSlE;5 par le stator 2 de manière que lors de la fermeture qui 35 suivre des polarités opposées se rencontrent. Sur le dessin on a montré un moteur muui .s dix paires de pôles ayant donc un pas de 36®. En conséqueuc-en l'absence de courant, le rotor a dix pas, ou un pas pe., que 36° ; en présence du courant, c'est-à-dire pendant ue^ is-40 pulsion 5 le rotor est entraîné en avant de 18° et à la .t BAP ORIGINAL 69 21731 5 2014504 de l'impulsion il est entraîné encore de 18° ; le sens de rotation est donné par l'avance déterminée par le stator 4. Suivant un mode de réalisation différent du moteur, le corps dentelé 4• peut comprendre un anneau dentelé, 5 lequel est fixé au rotor et accouplé avec le premier stator ; le premier et le second stator peuvent être placés à l'extérieur autour de la surface cylindrique extérieure du rotor, ou ils peuvent âtre logés à l'intérieur de la surface du rotor cylindrique. Evidemment, le rotor peut avoir la forme d'un dis-10 que et les trois stators peuvent avoir une forme annulaire et être montés à l'extérieur du rotor autour de la surface cylindrique extérieure de celui-ci 69 21731 6 2014504 REVENDICATIONS lo Un moteur électrique pas à pas, avec enroulement unique p'our des impulsions "uni-directionnelles, comprenant un rotor et au moins deux stators, le rotor comprenant 5 un aimant permanent, la surface duquel est cylindrique et magnétisée suivant une pluralité de paires de pôles, les deux stators comprenant respectivement, le premier stator , un aimant permanent ayant la forme d'un corps cylindrique magnétisé selon une pluralité de paires de pôles à l'endroit de sa surface opposée à celle dudit rotor, et le second stator comprenant un électroaimant, muni d'un enroulement électrique entre deux brides en matière magnétique douce, et pourvu de nervures formant les pôles électromagnétiques, le moteur comprenant également un corps dentelé réalisé en matière magnétique douce, les portions magnéti-15 ques des stators étant opposées aux portions magnétiques du rotor» 2» Un moteur pas à pas suivant la revendication 1 dans lequel ledit aimant permanent formant le rotor présente une forme annulaire et est magnétisé suivant une pluralité 20 de paires de pôles sur sa surface cylindrique intérieure, ledit premier stator étant en forme de rondelle magnétisée sur la surface de sa circonférence extérieure ,1edit corps dentelé ayant un« forme de bague et formant un troisième stator et lesdits premier, second et troisième stator, respectivement,étant logés dans une 25 cavité annulaire.du rotor. 3ô Un moteur électrique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que ledit rotor a la forme d'un disque et ledit corps dentelé forme un troisième stator,lesdits trois stators étant de forme annulaire et placés extérieurement au ro- 30 tofo moteur électrique suivant la revendica tion 1 caractérisé en ce que ledit corps dentelé comprend an anneau dentelé fixé au rotor et accouplé audit premier stator» 5o Un moteur électrique suivant la revendica-35 tion 4 caractérisé en ce que ledit rotor et le corps dentelé sont calée sur un axe, et ledit premier et ledit second stator sont montés à l'extérieur autour de la surface cylindrique extérieure dudit rotor#