Brevet FR2386185A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne de façon générale les moteurs synchrones à aimant permanent, et porte plus particulièrement sur un -procédé et un dispositif perfectionnés destinés à la réduction du bruit d'un moteur synchrone à aimant permanent. Ce procédéconsisteà entrelacer des jeux de pôles de rotor à lapriphérie d'un rotor constitué par un aimant permanent, avec les pâles de. l'un des jeux plus courts que ceux de l'autre, et à placer un élément à action magnétique à une certaine distance du rotor, mais en association avec celuici, dans une direction vers.laquelle on désire solliciter axialement le rotor. Les petits moteurs synchrones dont le rotor est constitué par un aimant permanent font l'objet de très nombreuses applications. Beaucoup de ces applications sont relatives à des dispositifs d'horlogerie, comme des pendules,ou à des appareils, comme des machines à laver et des sèche-linge qui utilisent un programmateur à minuterie. Les moteurs synchrones de ce type -ont l'inconvénient de produire un bruit important. I1 est difficile d'empêcher l'apparition d'un niveau de bruit genant, en particulier dans les appareils dans lesquels les moeurs sont montés de telle manière que le bottier de l'appareil amplifie le son que produisent les moteurs. Le bruit provient d'un certain nombre de sources différentes, et on doit considérer chaque source si on vent réduire ce bruit.L'une des sources de bruit les plus importante est liée à l'oscillation axiale du rotor le long de son arbre, lorsqu'il tourne, ce qui entrat- ne un cognement continu dru moteur contre le bottier. On a essayé de résoudre ce problème par un amortissement magnétique des oscillations axiales du rotor. Par exemple, la demande de brevet US 602 661, déposée le 7 Acut 1975, décrit un amortisseur magnétique dans lequel l'amortissement des oscillations axiales s'effectue en raccourcissant les pôles d'un jeu de pôles du stator, par rapport à un autre jeu.Bien que ce procédé se soit avéré en grande partie satisfaisant , on a constaté qu'un amortissement notable des oscillations axiales était difficile, sinon impossible, dans certaines conditions de fonctionnement du moteur. L'invention a donc pour but de réaliser.un dispositif destiné à réduire le bruit qui résulte des oscillations axiales du rotor d'un moteur synchrone. Les pâles de l'un des jeux de pâles portés par le rotor sont plus courts que ceux de l'autre jeu, et un élément à action magnétique est placé à une certaine distance du rotor, mais en association avec celui-ci, et dans une direction vers laquelle on désire solliciter axialement le rotor. L'élément à action magnétique se présente sous la forme d'un anneau porté par un moyeu du rotor. Les pôles les plus longs ne stétendent au-delà des pôles les plus courts que dans une seule direction, et l'élément à action magnétique - est disposé face aux pâles les plus longs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe d'un moteur correspondant à l'invention ; et La figure 2 est une représentation éclatée du moteur. On se reportera maintenant aux dessins qui montrent les différents éléments du moteur de l'invention. Un moteur synchrone à aimant permanent, 10, comprend un boîtier 12, un rotor 14, un enroulement de stator 16, un premier jeu de pâles de stator 18, et un second jeu de pâles de stator 20. Le boltier 12 comprend une culasse 24 et un logement de stator 26, qui sont maintenus ensemble pour donner à ce boîtier une structure pratiquement cylindrique. Le logement de stator 26 et la culasse 24 peuvent être en acier laminé à froid ordinaire, de préférence recuit, mais également en n'importe queB autrg matériaux magnétiques. Le premier jeu de pôles de stator 18 est constitué par des bandes radiales découpées dans la partie plane du logement de stator 26, et redressées pour être parallèles à l'axe de rotation du moteur. Le second jeu de pôles de stator 20 est constitué de la même manière à partir de la culasse 24. La combinaison du logement de stator 26 et de la culasse 24, une fois assemblée, définit les deux jeux de pôles de stator 18 et 20, entrelacés et répartis sur un cercle. La configuration des pôles de stator est asymétrique, et crée des flux alternés pour chaque pôle, d'une manière classique dans le domaine des moteurs syn chrones à aimant permanent. Le rotor 14 comprend un aimant permanent 32 intercalé entre deux rondelles créneléès 34 et 36, et l'aimant comme les rondelles sont portés par un moyeu 38. Le moyeu 38 comprend une,embase 40 à partir de laquelle s'élèvent un certain nombre d'ergots 42 qui font fonction d'entretoises entre les pôles de rotor 28. Le moyeu est porté par un arbre 44 de façon à tourner sur celui-ci, et comporte un pignon de sortie de moteur 46. La figure 2 montre clairement que les rondelles crénelées 34 et 36 comportent un certain nombre de pattes disposées parallèlement à l'axe des rondelles, de façon à s'entrelacer avec les pattes de la rondelle crénelée opposée.Ces rondelles peuvent être en acier laminé à froid,de préférence recuit. L'aimant permanent 32 est aimanté de façon à présenter une face nord et une face opposée sud. Les rondelles crénelées sont ainsi aimantées de façon correspondante, si bien que la périphérie du rotor présente un cértain nombre de pôles saillants 28' et 28", qui ont alternativement la polarité nord et sud. L'enroulement de stator 16 comprend une-bobine de fil 50 bobinée sur un mandrin 52. Les conducteurs 56 amènent le courant électrique à la bobine 50. Lorsqu'au cours du fonctionnement on applique un courant alternatif à l'enroulement de stator 16, le rotor 14 commence à tourner sous l'action des chemins-de flux magnétiques qui sont engendrés par les pâles de rotor 28 et par les pâles de stator 18 et 20. Le rotor 32 démarre grâce à une configuration asymétrique des pôles des stator 18 et 20. Dans le cas où le rotor commence à tourner dans le mauvais sens, un cliquet 58 vient en contact avec une butée (non représentée) portée par le moyeu 38, si bien que le rotor rebondit et repart dans le bon sens. Pendant-la rotation du moteur qui vient d'être décrit, le rotor 32 tend souvent à osciller dans la direction axiale, le long dé l'arbre 44. Si le moteur est positionné de manière que le rotor en oscillation puisse cogner contre une face de la culasse ou contre un élément pilote de l'arbre 44 (non représenté), il peut en résulter un bruit gênant. Conformément à l'invention, un élément 60 amortit ces oscillations, et donc le bruit qu'elles engendrent. Selon l'invention, l'élément d'amortissement 60 comporte un élément à action magnétique 62, qui est associé à des pôles de rotor raccourcis,qui sont les pôles 28" dans l'exemple considéré. L'élément à action magnétique 62 comporte un anneau 64 qui est emmanché sur le moyeu 38. L'anneau 64 peut être par exemple en acier laminé à froid. L'anneau est placé dans la direction sur laquelle le rotor doit être sollicité et, dans le mode de réalisation avantageux représenté, cette direction est également celle dans laquelle les pôles de rotor les plus longs dépassent au-delà des pâles les plus courts. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, les pôles les plus longs 28' dépassent au-delà des pôles les plus courts 28" dans une seule direction et l'anneau 64 est placé dans la direction vers laquelle s'étendent les pôles les plus longs. Avec cette configuration, le rotor est sollicité vers la culasse 24. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Moteur synchrone dans lequel un rotor à aimant permanent tourne autour d'un axe et peut se déplacer le long de cet axe, caractérisé en ce qu'il comporte un premier jeu de pôles répartis à la périphérie du rotor à aimant permanent, et portés par ce rotor; un second jeu de pôles portés par le rotor à aimant permanent, et entrelacés par rapport aux pôles du premier jeu, les plus du second jeu étant plus courts que ceux du premier; et un élément à action magnétique qui est disposé à une certaine distance du rotor à aimant permanent, mais en associati-on aveccelui-ci, dans une direction vers laquelle désire solliciter axialement le rotor. 2. Moteur synchrone selon la revendication 1, caractérisé en ce que élément à action magnétique est un anneau qui est porte par le moyeu durotor. 3. Moteur- synchrone se-lon la revendication 1, caractérisé en ce que les pôles du-premier jeu s'étendent au-delà de ceux du second jeu dans une seule direction, et l'élément à action magnétique est disposé dans cette direction. 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pôles des premier et second jeux sont des pâles saillants qui sont placés à la périphérie du rotor à aimant permanent, à une certaine distance de ce rotor. 5. Procédé de réduction du bruit dû au déplacement axial du rotor d'un moteur synchrone, caractérisé en ce qu'on établit des premier et second jeux de pôles entrelacés à la périphérie du rotor, les pôles du second jeu étant plus courts que ceux du premier; et on place un élément à action magnétique en association avec les premier et second jeux de pôles, dans une direction-vers laquelle on désire solliciter le rotor. 6. Procédé se-lon la revendication 5, caractérisé en ce que les pôles du premier jeu s'é~tendent au-delà des pôles du second jeu dans une seule direction, et l'élément- à action magnétique est placé dans cette direction.