Brevet FR2268377A1 — publié le 19751114

La présente invention concerne un moteur magnétoélectrique à courant continu, c'est-à-dire où l'inducteur est constitué par au moins un aimant permanent et où les enroulements de l'induit sont le siège d'un courant continu. L'invention concerne également une pièce polaire spécialement adaptée à ce type de moteur. On connait de nombreux types de tels moteurs, qui peuvent différer notablement, notamment en ce qui concerne la constitution de leur stator. Ainsi ce stator peut se composer d'au moins deux aimants appliqués sur une carcasse en fer doux, ou encore d'un unique tube en matériau magnétique dur. Suivant une autre conception, le stator peut être constitué par un tube dont les secteurs successifs sont alternativement des pièces polaires massives en matériau magnétique doux et des aimants en matériau magnétique dur. Un des inconvénients des stators des types précités est de nécessiter la réalisation d'aimants permanents de forme particulière. Oette réalisation, dans des matières telles que les ferrites ou les aciers alumineux, nécessite un outillage particulièrement coûteux. Un autre inconvénient tient à la réaction électromagnétique de l'induit. Dans tout moteur électrique, cette réaction, dont il peut être partiellement tenu compte par un calage judicieux des balais, contribue à faire baisser le rendement du moteur. Mais dans le cas particulier des moteurs magnétoélectriques, cette réaction.joue en outre le rôle d'un champ coercitif qui tend à désaimanter les aimants du stator et à rendre progressivement le moteur hors d'usage. Le but de la présente invention est de décrire un moteur magnéto-électrique dont les éléments en matériau magnétique dur soient d'une réalisation peu onéreuse, et où l'effet de désaimantation de la réaction d'induit soit fortement réduit, et de décrire également les pièces polaires d'un tel moteur. Suivant l'invention, le moteur magnéto-électrique à courant continu comprend au moins deux aimants permanents disposés suivant des génératrices du cylindre statorique et des pièces polaires en matériau magnétique doux également disposées suivant lesdites génératrices et serrées entre les aimants précités, et il est caractérisé en ce que lesdites pièces polaires présentent un profil creux sensiblement en U dont la base est dirigée vers le rotor. La forme ainsi donnée aux pièces polaires leur confère une forte réluctance dans leur partie qui subit la réaction d' induit. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les pièces polaires sont fixées à la carcasse du moteur par des barrettes prenant appui sur des épaulements, et lesdites pièces polaires servent elles-mêmes de pièces de fixation pour les aimants permanents. D'autres particularités de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatifs à la figure 1 est une vue en coupe longitudinale, suivant I-I de la figure 2 d'un moteur conforme à l'invention, la figure 2 est une vue partielle en coupe transversale du moteur suivant Il-Il de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective d'une pièce polaire du moteur conforme à l'invention. En référence aux figures précitées, le moteur comprend une carcasse 1 sensiblement cylindrique sur laquelle des flasques 2, 9 sont fixés par des moyens connus non représentés. Un arbre 4, reposant sur des roulements 5, 6 fixés respectivement dans les flasques précités, porte un rotor 7 avec ses chignons 8, 9 et un collecteur 11 coopérant avec des balais tels que 12. Chaque balai 12 est relié par un conducteur 13 partiellement représenté à une arrivée de courant 14. Un stator 15 comprend des rangées 16 d'aimants permanents 17 alignées suivant des génératrices de la carcasse 1 et alternées avec des pièces polaires 18 en matériau magnétique doux. Les aimants 17 sont en matériau magnétique dur tel que des ferrites ou de l'acier alumineux et sont de forme sensiblement parallélépipédique. Dans la réalisation décrite, les pièces polaires 18 sont massives et peuvent etre coulées ou forgées. Mais elles peuvent être également feuilletées et composées de tales maintenues empilées par des moyens connus. Les pièces polaires 18 présentent une section en U et sont particulièrement amincies dans leur partie 19 la plus voisine du rotor 7. Elles comprennent des épaulements 21 situés à leur partie la plus proche de la carcasse 1 et dirigés vers l'intérieur du U. Une barrette 22 prend appui sur ces épaulements et est maintenue fixée à la carcasse 1 par des vis 23. Les aimants 17 séparant de façon jointive les pièces polaires 18 sont maintenus appliqués contre la carcasse 1 par des épaulements 24 ménagés à la base dé l'U et dirigés vers l'extérieur. Les pièces polaires 18 et les rangées 16 d'aimants 17 ont sensiblement la même longueur, et cette longueur est notablement supérieure à celle du rotor 7. Le flux statorique résultant du montage décrit est représenté approximativement par les lignes pointillées 25 (figure 2). On voit qu'il peut être augmenté dans une large mesure en augmentant la hauteur H de la pièce polaire 18 (figure 3). Le flux statorique est également augmenté par l'adoption d'une longueur de pièces polaires et de rangées d'aimants supérieure à la longueur du rotor, les pièces polaires concentrant le flux sur ledit rotor. Il est donc possible, en jouant sur la hauteur H des pièces polaires ou sur leur longueur de réaliser des moteurs de plus ou moins grande longueur et de plus ou moins grand diamètre extérieur et présentant les mimes caractéristiques. Le flux de réaction d'induit est représenté approximativement par les lignes pointillées 26 (figure 2). Ce flux est fortement réduit par la grande réluctance dans la partie amincie 19 de la pièce polaire 18. On évite ainsi la désaimantation des aimants 17. Outre les avantages qui viennent d'être mentionnés, le moteur décrit est d'une réalisation particulièrement simple et économique, notamment en ce qui concerne la fixation des pièces polaires et des aimants, et en ce qui concerne la réalisation desdits aimants. En particulier, la carcasse extérieure 1 du moteur, en matériauamagnétique, est réalisée en alliage léger facile à couler et comprend des ailettes de refroidissement. il est évident que la présente invention ne se limite pas à la réalisation décrite et que de nombreuses variantes constructives peuvent etre envisagéés. REVENDI CÂTIONS 1. Moteur magnéto-électrique à courant continu, comprenant au moins deux aimants permanents disposés suivant des génératrices du cylindre statorique et des pièces polaires en matériau magnétique doux également disposées suivant lesdites génératrices et serrées entre les aimants précités, caractérisé en ce que lesdites pièces polaires présentent un profil creux sensiblement en U dont la base est dirigée vers le rotor. 2. Moteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces polaires présentent une section amincie dans leur partie la plus voisine du rotor. 3. Moteur conforme à 12une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les pièces polaires comprennent, dans leur partie la plus éloignée du rotor, des épaulements dirigés vers l'intérieurde 1'U et agencés pour servir d'appui à une barrette de fixation elle-meme fixée à la carcasse du moteur. 4. Moteur conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces polaires comprennent, dans leur partie la plus proche du rotor, des épaulements dirigés vers ltextérieur de 1'U et agencés pour servir d4appui aux aimants permanents serrés entre lesdites pièces polaires. 5. Moteur conforme à 11 une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la longueur axiale des pièces polaires et des aimants permanents est notablement supérieure à la longueur axiale du rotor. 6. Moteur conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qutil comprend une carcasse amagnétique en alliage léger coulé et munie d'ailettes de refroidissement. 7. Pièce polaire en matériau magnétique doux pour moteur magnéto-électrique à courant continu, de forme sensiblement prismatique, caractérisée en ce qu'elle présente un profil creux sensiblement en U. 8. Pièce polaire conforme à la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente une section amincie à la base de l'U. 9. Pièce polaire conforme à l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend, à ltextrémité des branches de l'U, des épaulements dirigés vers l'intérieur. 10. Pièce polaire conforme à l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend, à la base de l'U, des épaulements dirigés vers