Brevet FR2133744A1 — publié le 19721201

La présente invention est relative à la teehnique de construction des machines électriques rotatives à aimant permanent, telles que, par exemple, les petits moteurs électriques, dans lesquelles l'une des deux parties principales constituant la machine le stator en général, comporte un aimant permanent qui engendre le champ magnétique d'induction nécessaire au fonctionnement de ladite machine, et cela suivant des principes bien connus. Les machines traditionnelles de ce type sont construites en établissant un élément annulaire en matériau magnétisable (lorsque ce dernier est destiné, par exemple à constituer le stator) à l'intérieur d'un anneau en matériau ferromagnétique pour la fermeture du circuit magnétique, puis en magnétisant ledit élément annulaire suivant deux systèmes analogues.Le premier système utilise l'application de deux ou plusieurs épanouissements polaires à ltextérieur dudit anneau en matériau ferromagnétique, la formation entre lesdits épanouissements polaires d'un champ magnétique au moyen d'un enroulement approprié, et la disposition d un noyau en matériau ferromagnétique à l'intérieur de lrensemble formé par l'anneau et par l'élément annulaire en matériau magné tisable, pour la fermeture du circuit monétique, à travers ce dernier et, comme conséquence, la magnétisation de cet élément. Le second système implique l'application de deux épanouissements polaires convenablement conformés à l'intérieur dudit ensemble anneau-élément annulaire en matériau magnétisable, ces epanouisse- ments polaires étant susceptibles d'engendrer, à la suite de l'ex- citation dans l'enroulement associé à ces derniers, un champ magnétique qui est fermé à travers l'anneau en matériau ferromagnétique et qui affecte, par conséquent, l'élément en matériau magné tisaole en provoquant la magnétisation désirée de cet élément. Ces systèmes qui sont susceptibles de variantes en fonction de la manière dont est prévue la constitution de l'aimant permanent faisant partIe de la machine électrique considérée, présentent tous les deux l'inconvénient selon lequel les pièces ou composants à insérer Par conséquent, d'une part la magnétisation par ces systèmes est relativement onéreuse à cause du temps exigé et de la main-d'oeuvre nécessaire, particulièrement en cas de production importante, tandis que, d'autre part, il faut prévoir des noyaux et composants différents pour chaque taille d'élément devant être magnétisé. Par conséquent, un but de la présente invention est d'offrir un procédé nouveau et perfectionné pour la formation du champ magnétique d'induction dans des machines magnétiques rotatives à aimant permanent, qui permette d'effectuer ladite magnétisation et, en général, de procéder à la construction dudit aimant permanent d'une manière plus simple et plus rapide que celle qui est réalisable en appliquant les systèmes traditionnels. Un autre but de la présente invention est d'offrir un procédé, et une machine électrique construite par l'application de ce procédé, qui permettent, à caractéristiques égales du matériau magnétisable utilisé, d'obtenir une plus grande induction de la part de l'aimant permanent. Un autre but est d'offrir un procédé, et un appareil permettant la mise en oeuvre de ce dernier, qui permettent d'effectuer ladite magnétisation d'une manière simple et rapide, pratiquement sans nécessiter l'intervention de maind'oeuvre, dans des systèmes automatisés. Ces buts, et d'autres qui apparaîtront au cours de la description qui va suivre, sont atteints par le procédé selon l'invention, qui se caractérise essentiellement en ce qu'un élément en matériau magnétisable, plan et rectiligne, est magnétisé tandis qu'il est dans cet état, puis appliqué sous forme d'anneau à un support de section circulaire, pour former le stator ou le rotor de la machine électrique considérée. De préférence, ledit élément plan et rectiligne est constitué par une bande en un matériau connu sous l'appellation "plastoferrite", flexible et magnétisable, bande qui est soumise à magnétisation à l'état rectiligne ou à plat, puis cintrée sur elle-même en vue de former un anneau ou bague qui est appliqué préférablement à l'intérieur dudit support, celui-ci comportant à cet effet un logement de section circulaire. Au cours du cintrage ou enroulement de ladite bande en plastoferrite et à la suite de son application à l'intérieur dudit support annulaire ou analogue, pour former, en général, le stator de la machine électrique considérée, la plastoferrite est soumise à une compression locale qui s'accroît jusqu'à atteindre une valeur maximum à l'endroit du diamètre intérieur de la bande montée. Cette compression provoque, comme on l'a constaté expérimentalement, une augmentation de l'induction obtenue qui peut se monter jusqu'à 12% suivant l'épaisseur de la bande en plastoferrite et le diamètre atteint rar celle-ci, et donc, en définitive, au degré de compression à laquelle cette bande est soumise. La magnétisation linéaire de l'élement en matériau magnétique, notamment de la plastoferrite, peut s'effectuer par formation d'un champ magnétique obtenu d'une façon quelconque. Cependant, une magnétisation particulièrerement favoraule est ootenue en engendrant un champ magnétique et n concentrant et guigant celui-ci, perpen- ciculairement au plan principal de la bande, au moyen d'un noyau en matériau ferromagnétique conformé en peigne, comportant au moins ceux épanouissements polaires tournés vers la bande, dans lequel le cnamp magnétique est engendré au moyen d'un enroulement prévu à cet effet. Par la suite, le champ magnétique est fermi, de l'autre côté de la bande, par une barre ou plaque en matériau ferromagnétique, ou à l'endroit d'un autre noyau, dans lequel est engendré un champ magnétique de sens égal au précédent, avec épanouissements polaires placés en regard des premiers et ayant une polarité opposce. Ce système de magnétisation, cul s'est montré particulièrement appro- prié ::ans le cas des plastoferrites d'épaisseur Importante (8-10mm) utilisables en macnines électriques, permet d'effectuer la magnétisé sation de la bande en plastoferrite d'une façon entièrement auto mastique, lors du parcours amenant celle-ci au support sur lequel elle doit s'appliquer. invention sera mieux comprise à la lecture de la tion qu va suivre et à l'examen du dessin annexé qui montre, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation d'un appareil pour la magnétisation d'une bande en plastoferrite, ainsi qu'un aimant permanent obtenu selon le procédé de la présente inventlon. Sur le dessin ri. 1 et 2 représentent schématiquement, en élévation et en plan, un premier mode d'exécution d'un appareil pour la magnétisa- tio d'une bande en plastoferrite ; Fi. 3 représente, en vue analogue à celle de la fig. 1, un autre mode de réalisation dudit appareil de magnétisation ; et mig. 4 montre senématiquement un stator d'une machine elec- trique construit par l'application du procédé selon la présente invention. Selon l'invention, le champ magnétique d'induction d'une ma entre électrique à aimant permanent est- obtenu en prémagnétisant un élément rectiligne constitué en un matériau magnétisable, de préférence plastoferrite, et ayant des caractéristiques dimensionnelles convenables, puis en appliquant ledit élément à un support de section circulaire, préférablement à l'intérieur d'un support avec logement de section circulaire, pour constituer l'un des composants de ladite machine électrique rotative. La bande de plastoferrite utilisée, qui présente des caractéristiques dimensionnelles préfixées et, en particulier, une épaisseur donnée pouvant atteindre des valeurs comprises entre 8 et 10 mm, est magnétisée sous condition rectiligne par formation d'un champ magnétique dont le flux traverse des zones préétablies de ladite bande. 1 a été constaté que, dans le cas de plastoferrites d'épaisseurs importantes} telles que celles préalablement considérées en vue de leur application selon les buts de l'invention, il est convenable d'en effectuer la magnétisation par concentration et guidage positif dudit champ magnétique par l'entremise d'un noyau en matériau ferromagnétique ou analogue, substantiellement comme illustré aux fig. 1, 2 et 3 respectivement. En se reportant aux fig. 1 et 2, une bande 10 de plastoferrite, ayant une certaine longueur L et une certaine épaisseur S, est placée symétriquement en regard des épanouissements polaires 12, 14 d'un noyau en matériau ferromagnétique 16, en forme d'un peigne symétrique par exemple, sur lequel est prévu un enroulement 18 engendrant le flux.Le flux ainsi engendré est concentré par le no yau 16 et traverse les zones de la bande 10 en plastoferrite qui sont en regard des épanouissements polaires 12, 14, en étant fermé dans une plaque 20, en fer par exemple, placée de l'autre côté de la bande de plastoferrite 10. I1 est évident que ladite magnétisation peut s'effectuer pendant le transport de la bande 10 vers la zone où celle-ci doit etre ensuite montée sur le support associé, la magnétisation précitée pouvant éventuellement intéresser plusieurs zones adjacentes de la bande, de façon que chacune de ces zones soit pourvue d'une polarité opposée à celle des zones voisines. Une disposition substantiellement analogue est prévue pour la magnétisation de la bande de plastoferrite 10' illustrée sur la fig. 3, dans laquelle ladite bande est soumise au champ magnétique engendré par un enroulement 18' dans un noyau 16' d'épanouissements polaires 12' et 14'. Depuis ces épanouissements polaires, le champ magnétique traverse la bande de plastoferrite 10 r pour être fermé à travers les épanouissements polaires 14" et 12" respectivement d'un autre noyau ferromagnétique 16", placé en regard du noyau précédent et dans lequel le champ magnétiqueprésente le même sens d'enroulement, ce champ magnétique étant engendré par un enroulement d'excitation 18". Les zones 22, 24 ou 22', 24' de la bande de plastoferrite 10 ou 10' étant polarisées, cette bande est enroulée sur elle-même en anneau et est logée, par exemple, à l'intérieur d'un support 26 (fig. 4) préférablement en matériau ferromagnétique, auquel support ladite bande enroulée peut éventuellement se fixer à 1' aide d'une substance collante ou analogue, pour former, en coopération avec le support lui-même, la partie à aimant permanent (le stator par exemple) d'une machine électrique. Il-est à noter que, à la suite de l'application de la bande 10 comme illustré sur la figure 4, cette bande est soumise à une compression, ce qui a pour conséquence d'accroître l'induction dans une mesure dont la valeur peut, comme on l'a constaté expérimentalement, s'élever jusqu'à 12% suivant le degré de compression auquel ladite bande est assujettie. Par conséquent, l'application du procédé selon l1invention permet non seulement de rendre plus rapide et plus facilement automatisable--la construction de la partie aimant permanent de ma chines électriques rotatives, mais aussi d'atteindre, vis-à-vis des systèmes traditionnels, et à coût égal des matériaux magné- tiques utilisés, des résultats plus satisfaisants dus à l'accroissement précité de l'induction. Bien que des modes de réalisation préférés aient été décrits et représentés dans ce qui précède, il est entendu que des modifications de ceux-ci dans le cadre des connaissances des spécialistes de la technique peuvent être effectuées et sont toujours considérées comme rentrant dans le cadre de la présente invention .HEVENDICATIONS 1.- Procédé pour la formation du champ magnétique d'induc tion dans des machines électriques rotatives à aimant permanent, caractérisé en ce qu'on prémagnétise un élément plan et rectiligne en matériau magnétisable, et qu'on applique sous forme d'anneau ledit élément magnétisé à un support pourvu à cet effet d'un loge ment de section circulaire, en vue de réaliser le stator ou le ro tor de la machine électrique considérée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise un élément constitué par une bande en plastoferrite flexible et magnétisée. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caracté risé en ce que, à la suite de son application sur la surface in terne du support, ledit élément est assujetti à une compression locale de ses parties radiales internes. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caracté risé en ce que ledit élément plan et rectiligne est pré-magnétisé en engendrant un champ magnétique que l'on fait passer à travers lui. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le champ magnétique est concentré et positivement guidé, par l'en- tremise #ffiun matériau matériau ferromagnétique ou analogue, sur au moins deux zones séparées du dit élément qui sont destinées à former des zones de polarités opposées, ledit champ magnétique étant fermé sur le côté opposé de l'élément précité. 6.- Appareil pour la magnétisation d'un élément rectiligne en matériau magnétisable, préférablement constitué par une bande de plastoferrite, en particulier pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il se constitue d'un noyau en matière ferromagnétique conformé en peigne, compor tant au moins deux épanouissements polaires dirigés vers des zones séparées correspondantes de l'élément précité et des moyens per mettant d'engendrer un champ magnétique dans ledit noyau pourvu de polarités opposées sur lesdits épanouissements polaires ; et d'au moins un composant en matériau ferromagnétique placé sur le côté opposé dudit élément pour la fermeture du champ. 7. - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit composant pour la fermeture du champ est constitué d'un second noyau en matériau ferromagnétique, pourvu d'épanouissements polaires placés en regard et de nom contraire par rapport aux épanouissements polaires du premier dit noyau, et de moyens pour engendrer un champ magnétique dans le second noyau. 8.- achine électrique rotative à aimant permanent, caractérisée en ce qu'elle comporte une partie magnétisée constituée par une oande en plastoferrite préalablement magnétisée à l'état rectiligne, ou à plat, puis appliquée en anneau à un support qui comporte, pour recevoir ladite bande, un logement de section circulaire, préférablement intérieur.