Brevet FR2171070A1 — publié le 19730921

La présente invention concerne un moteur à courant continu comportant un rotor à rainures en direction axiale qui tourne dans un champ produit par des aimants permanents, qui sont maintenus en face l'un de l'autre sur le corps de carcasse fer mant le circuit magnétique, et qui sont magnétisés en direction radiale dans le domaine de leur surface enveloppe recourbée tournée vers le rotor. Dans les moteurs électriques connus de ce type, le phénomène connu sous le nom de sensibilité polaire est un phénomène $accessoire indésirable. On entend par là une adhérence du rotor sans courant en certains points privilégiés, déterminés par le champ magnétique, dtoù résulte une rotation irrégulière du moteur. I1 est nécessaire d'appliquer un couple de rotation supplémentaire pour faire démarrer un tel moteur, ce couple devant vaincre les forces qui tendent à retenir le rotor dans sa position privilégiée. En outre, cette sensibilité polaire provoque la formation de bruits de fond qui sont transmis par le corps de fermeture de circuit sur le carter du moteur et peuvent aboutir, dans certaines conditions, à des vibrations. Il est connu, pour rendre plus douce la transition des rainures de rotor sur les arêtes polaires de disposer les rainures en biais. Cependant, une telle inclinaispn cause une fabrication non économique du r9:t9r,car le facteur de remplissage en cuivre est augmenté. De même, une isolation des bords de rainures est trop coûteuse et inacceptable du point de vue économique. En vue de rendre plus favorablè la transition aux arêtes polaires, il est également connu de magnétiser les aimants de champ en direction diamétrale. Cependant, il faut accepter dans ce cas une réduction du flux de rotor et par conséquent de la puissance du moteur. L'invention a pour but, dans des moteurs du type ci-dessus, d'annuler la sensibilité des piles, sans abaissement de la puissance, suffisamment pour que les inconvénients mentionnés qui lui sont liés soient au moins fortement réduits. Dans ce but, le moteur de l'invention est caractérisé en ce que le vecteur de direction des lignes de champ, au moins sur les arêtes polaires tournées l'une vers l'autre des aimants, est modifié, au moins sur une partie de la largeur de l'aimant. Cette mesure combine les avantages qui sont obtenus avec les aimants magnétisés radialement, à savoir le flux de rotor optimal, avec les avantages qui sont obtenus avec des aimants de champ magnétisés diamétralement. Le champ produit par les aimants se comporte comme un champ produit par des aimants magnétisés radialement, tandis que sur les arêtes de poles où se manifeste l'effet d'adhérence, on obtient une réduction de la sensibilité polaire, en correspondance avec l'ampleur du chargement et de la longueur des pièces partielles par l'intermédiaire desquelles a lieu le changement du vecteur de direction. Pour des raisons de techniques de fabrication, il est avantageux de prévoir que le vecteur de direction se modifie à partir de la direction radiale jusqu'à au moins approximative- ment la direction diamétrale. Afin que le champ magnétique agisse symétriquement sur le rotor, et qu'ainsi on obtienne une zone magnétiquement neutre définie, on a constaté comme avantageux, suivant une autre caractéristique de l'invention, que le changement de direction ait lieu en sens opposé sur les arêtes de p3le qui sont tournées l'une vers l'autre. On obtient une transition spécialement douce aux arêtes polaires, suivant une autre caractéristique de l'invention, lorsque le changement de direction s'étend, à partir d'une extrémité de l'aimant, sur la totalité de la largeur, jusqu'à l'autre extrémité de l'aimant, pour passer progressivement de la direction radiale à la direction diamétrale. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation frontale d'un moteur sans bobinage de rotor ni plaque de palier. - la figure 2 est une vue en perspective d'un corps d'aimant avec indication de l'allure des vecteurs le long des arêtes polaires. Un moteur à courant continu 10 (figure 1) comprend un corps en fer de fermeture de circuit 11, contre la paroi intérieure duquel sont maintenus face à face deux aimants permanents ayant une section transversale en forme de segment annulaire 12. Dans le rotor de moteur 13 sont prévues, en direction axiale de l'arbre du moteur 14, des rainures 15, dans lesquelles sont insé rés les enroulements de rotor, non représentés. Les aimants permanents, dans le domaine de leurs surfaces enveloppes recourbées tournées vers le rotor, sont magnétisés essentiellement en direction radiale, c1est-à-dire que les vecteurs de direction s'étendent radialement. Cependant, dans la figure 2, on voit que le corps d'aimant 12 est magnétisé sur ses arêtes polaires 16.17 hors des rayons. Tandis que, près de l'une des faces frontales 18, sur les arêtes polaires 16, les vecteurs 19a s'étendent presque radialement, le long des arêtes polaires 16, ils s'écartent de plus en plus des rayons jusqu'aux vecteurs 19b dans le domaine de l'autre surface frontale 20, dans une allure sensiblement diamétrale. L'arête polaire 17 est cependant magnétisée de telle manière que les vecteurs 21a près de la surface frontale 20 s'étendent sensiblement radialement, et, le long de l'arme polaire 17, s'écartent de plus en plus des rayons, de sorte que les vecteurs 21b près de la surface frontale 18 ont une allure sensiblement diamétrale. Les aimants 12 de la figure 2 sont montés dans le corps en fer de fermeture de circuit 11, de telle manière que les ar8tes polaires tournées l'une vers l'autre 16.17 (figure 1) des deux aimants permanents 12 présentent une magnétisation différente l'une de l'autre, c'est-à-dire que l'arête polaire 16 de l'un des corps magnétiques, qui est tourné vers l'arête polaire 17 de l'autre corps magnétique, est magnétisé de telle sorte que le changement de direction s'effectue en sens inverse sur ces artères polaires tournées l'une vers l'autre. Pour une meilleure compréhension, dans la figure 1, les vecteurs de la face d'aimant qui est tournée vers l'observateur sont indiqués en traits pleins, et les vecteurs sur l'autre face d'aimant sont indiqués en tireté. Il est en outre prévu que le changement d'orientation s'effectue en continu, à partir de la face frontale 18 le long des arêtes polaires 16.17 jusqu'à l'autre face frontale 20, et de préférence dans une transition entre la direction radiale et la direction diamétrale. Avec avantage même la première dérivation du changement d'orientation s'effectue en continu le long des arêtes polaires 16.17. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de représentation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Moteur à courant continu, comportant un rotor pourvu de rainures en direction axiale qui tourne dans un champ produit par des aimants permanents, qui sont maintenus en face l'un de l'autre sur le corps de fermeture de circuit magnétique, et qui sont magnétisés, dans le domaine de leurs surfaces envelop pestournées vers le rotor, en direction radiale, moteur caracté- risé en ce que le vecteur de direction des lignes de champ, aux arêtes polaires tournées l'une vers l'autre des aimants varie au moins sur une partie de la largeur de l'aimant. 20) Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le vecteur de direction varie à partir de la direction radiale jusqu'au moins approximativement à la direction diamétrale. 30) Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le changement de direction a lieu en sens inverse sur les arêtes polaires tournées l'une vers l'autre. 40) Moteur suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 9, caractérisé en ce que le changement de direction s'étend de l'une des extrémités des aimants sur toute leur largeur jusqu'à l'autre extrémité, avec transition progressive de la direction radiale vers la direction sensiblement diamétrale 50) Moteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le changement de direction a lieu en sens opposé sur les arêtes polaires du même aimant, de sorte que, sur une face frontale de l'aimant le vecteur de direction s'étende radialement et que, sur l'autre face frontale, il s'étende diamétralement. 60) Moteur suivant l'une quelconque des revendications de 1 à 5, caractérisé en ce que le changement de direction a lieu le long des arêtes polaires. 70) Moteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que même la première dérivation du changement de direction s'effectue en continu le long des arêtes polaires.