Brevet FR2362520A1 — publié le 19780317

L'invention concerne un petit moteur électrique, fonctionnant avec une excitation magnétique permanente, et dont au moins un segment d'aimant se distingue par une haute résistance à la désairnantation, qui s'observe de façon particulièrement accentuée sur l'arête terminale de l'aimant. A cet effet, le segment d'aimant est conformé de telle manière que son épaisseur d'aimant, vue radialement, augmente, de façon linéaire de préférence, jusque l'arête terminale de l'aimant. L'invention a pour objet un petit moteur électrique fonctionnant avec une excitation magnétique permanente, compor tant au moins un segment d d'aimant monté dans une armature de fermeture de champ et un induit rotatif pourvu de rainures avec bobinage mis en place dans ces rainures. Pour la mise en place dans de petits moteurs de segments d'aimants en matériau à base de ferrite, il s'est posé comme problème essentiel le souci d'éviter des phénomènes de désaimantation, qui s'observent, de façon particulièrement forte, sur les arêtes terminales des aimants. Ces phénomènes de désaimantation se produisent avec une intensité particulière lorsque le petit moteur est mis en marche à de basses températures. En vue de résoudre ce problème, on a déjà proposé de réaliser les segments d'aimants en zones constituées par différents matériaux à base de ferrite, présentant des propriétés magnétiques différentes. Cette solution, prometteuse de succès, est de toute fa çon relativement coûteuse dans sa réalisation. Le petit moteur conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'épaisseur de l'aimant, vue radialement, augmente de façon linéaire de préférence, jusqu'aux arêtes terminales de l'aimant. I1 présente, vis-à-vis de la solution proposée ei- dessus, l'avantage qu'on réalise un petit moteur avec un aimant en segments résistant à la désaimantation et dont on obtient cette résistance à la désaimantation par des moyens n'ayant trait qu'à la construction meme des aimants. C'est ainsi qu'on peut réaliser les segments d'aimants en aimants constitués d'un seul matériau. D'autres formes de réalisation et améliorations du petit moteur fonctionnant en courant continu, selon l'invention, sont décrites plus loin. I1 est, de plus, indiqué des moyens permettant, par des caractéristiques de construction, c'est-à- dire non pas avec des caractéristiques concernant les matériaux, d'obtenir un accroissement de la résistance à la désaimantation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés, représentant trois exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe faite perpendiculairement à son axe de rotation, d'un moteur à excitation magnétique permanents, - la figure 2 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 1, d'un deuxième exemple de réalisation de moteur, - la figure 3 est une vue en coupe, analogue à celle de la figure 1, d'un troisième exemple de réalisation de moteur, - la figure 4 montre des courbes d'induction des moteurs conformes aux figures 1 à 3, rapportées à l'angle de rotation. La figure 1 représente un moteur à courant continu fonctionnant avec une excitation magnétique permanente, vu sui vant une coupe perpendiculaire à son axe de rotation. Le petit moteur 1 comporte une armature de fermeture de champ 2 dans laquelle sont montés deux segments d'aimants 3, opposés diamètralement l'un à l'autre. Un induit 4, qui n'est représenté que schématiquement sur le dessin, est monté rotatif entre les deux segments d'aimants 3s eet induit est pourvu d'un certain nombre de rainures, non représentées, pour y mettre en place le bobinage d'induit0 L'induit tourne dans la direction indiquée par la flèche 5. Chaque aimant 3 présente une surface polaire 6, surface cylindrique circulaire, située en regard de l'induit 4, et une surface extérieure s'appuyant contre la surface intérieure de l'armature de fermeture de champ 2. L'épaisseur de l'aimant 3, vu radialement à partir de l'axe de rotation de l'induit 4, est constante en allant de l'arête terminale 7 et vu en direction de la rotation de l'induit 4, jusqu'au milieu 8 de l'aimant 3. A partir du milieu 8 toujours dans la direction de ro talion 5 de l'induit 4, l'épaisseur de l'aimant va en augmentant linéairement Jusqu'd L'arête terminale 9 de l'aimant. Lorsque- les aimants 3, lors de la rotation de l'induit 4, sont exposés au champ d'induit, peut entre même inadmis siblement élevé, il se produit, aux arêtes terminales 9 des ai- mants, des phénomènes de désaimantation irréversibles. Il s'est ainsi avéré que, pour la résistance aux phénomènes de désaiman station, une grandeur déterminante résulte du champ de force coercitive IF m1iStiplié par l'épaisseur de l'aimant vu radialement. Àvec le petit moteur 1 représenté en figure 1, vis-àvis d'aimants formés de plusieurs zones, dans lesquels la zone terminale est constituée d'un matériau avec valeur IHC accrue, il se produit une augmentation de flux avec une meilleure symétrie du champ magnétique. Ceci est illustré à la figure 4 par les variations de la courbe 36 par comparaison avec un moteur pourvu d'aiman; en segments cylindriques usuels (courbe 35). Les courbes de la figure 4 sont valables pour des moteurs en charge. Les phénomènes de désaimantation mentionnés, qui entrainent, en plus de la déformation de la courbe d'induction, un amoindrissement du couple de rotation et de flux, et par suite une consommation de courant accrue, se trouvent ainsi évités. Le petit moteur Il représenté en figure 2 comporte lui aussi, une armature de fermeture de champ 12, qui en fait, dans cet exemple de réalisation, consiste en deux demi-enveloppes en forme de demi=coquilles 12', 12", symétriques point par point. Entre ces deux demi-coquilles 12', 12" subsistent des entrefers 20. Dans l'armature de fermeture de champ 12, sont montés à nouveau, comme dans le premier exemple de réalisation, deux segments d'aimants 15 diamètralement opposés. Ces segments d'aimants 13 se différencient des segments d'aimants 3 du premier exemple de réalisation, en ce que ltépåisseur d'aimant augmente linéairement de l'arête terminale 17 des segments d'aimants 13, jusqu'à leur arête terminale 19. Ces aimants 13 se distinguent eux aussi par une résistance accrue à la désaimantation0 En tout cas, les segments dtaimants 13 montrent, par rapport aux aimants du type mentionné plus haut, formés de deux constituants, une symétrie absolue du champ lors- que le moteur est en charge (voir la courbe 37 de la figure 4); le flux susceptible d'être atteint est exactementaussi fort qu'avec les aimants à deux constituants formés de différentes zones. Gråce aux entrefers 20 subsistant entre les deux demicoquilles 12', 12, le champ d'induit qui est cause des phénomènes de désaimantatior se trouve affaibli. Par suite, bien entendu, les phénomènes de désaimantation se trouvent également diminués. On peut naturellement prévoir aussi, avec le petit moteur I conforme à la figure 1, un entrefer 20, comme dans le deuxième exemple de réalisation0 il s'est avéré que dans les deux cas, avec le petit moteur de la figure 1 et avec celui de la figure 2, on peut obtenir une commutation améliorée pour une position des balais neutre. Le petit moteur 21 représenté en figure 3, est constitué à nouveau de la même façon que les petits moteurs des deux exemples de rdalisation décrits ci-dessus. flans une armature de fermeture de champ 22, consistant en deux demi-coquilles 22', 22", sont montés deux segments d'aimnuts identiques 23 disposés en étant diamètralement opposés l'un à l'autre. Pour affaiblir le champ d'induit, des entrefers 30 sont à nouveau prévus entre les deux demi-coquilles 22' et 22". Sur ces segments d'aimants 23, l'épaisseur, à partir des milieux 281de ces aimants, augmente de façon linéaire aussi bien jusqu'aux arêtes terminales 27 que jusqu'aux arêtes terminales 29.Ce petit moteur, agencé pour tourner suivant deux sens de rotation, et qui peut donc aussi être entrainé dans un sens de rotation opposé à celui indiqué par la flèche 5, présente une symétrie moindre du champ magnétique, mais présente toujours encore un flux plus fort que l'aimant, mentionné plus haut qui est formé de plusieurs zones; ceci est visible d'après la courbe 38 de la figure 4. Dans le cas de ce petit moteur 21, l'armature de fer- meture de champ 22 est entourée d'un bottier constitué de matibre plastique, et qu'on pourrait, bien entendu, utiliser aussi avec les petits moteurs correspondant aux exemples de réalisation décrits ci-dessus. Dans des cas d'application particuliers, les aimant8 décrits peuvent aussi être construits sous forme d'aimants à plusieurs constituants, comportant alors des zones distinctes présentant des propriétés magnétiques différentes, Les propriétés obtenues, conformément à l'invention, peuvent, par ce moyen, être encore plus fortement mises en valeur. Bien entendu; l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention0 REVENflIÀTION8 1.- Petit moteur électrique, fonctionnant avec une excitation magnétique permanente, comportant au moins un segment d'aimant monté dans une armature de fermeture de champ et un induit rotatif pourvu de rainures avec bobinage mis en place dans ces rainures, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'ai- mant, vue radialement, augmente, de façon linéaire de préférence, jusqu'aux arêtes terminales (9, 19, 29) de l'aimant (3, 13, 23). 2.- Petit moteur selon la revendication 1 caracté- risé en ce que l'épaisseur de l'aimant est constante en allant de l'arête terminale (7) de l'aimant (3) jusqu'au milieu (8), vu en direction de la rotation de l'induit (4), de l'aimant (3). 3.- Petit moteur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'aimant augmente de façon linéaire depuis l'arête terminale (17) jusqu'à l'arête terminale (19) de l'aimant (13). 4.- Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aimant (3, 13, 23) est agencé en aimant formé d'un seul constituant. 5.- Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aimant (3, 13, 237 est agencé en aimant formé de plusieurs constituants, comportant des zones distinctes présentant des propriétés magnétiques dif- férentes. 6.- Petit moteur, selon l'une quelconque des reveFdi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que l'armature de fermeture de champ (12, 22) comporte un entrefer (20, 30) à un endroit correspondant à peu près au milieu de l'aimant (13, 23). 7.- Petit moteur, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'armature de fermeture de champ (12, 22) est constituée par deux demi-enveloppes en forme de demi-coquilles (12', 12", 22', 22") symétriques point par point. 8.- Petit moteur, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'armature de fermeture de champ (22) est entourée d'un bottier constitué, de préférence, par une matière plastique.