Brevet FR2423903A1 — publié le 19791116

Le prix élevé des moteurs à courant continu, notamment ceux oui sont uti lisés pour les véhicules Çlectricues, stexplioue, d'une part par la nécessité d'enchevêtrer les bobines les unes dans les autres oui pose le problème difficile de la mise en place des dernières bobines, d'autre part par la présence du collecteur oui est une pièce par elle meme très conteuse, et enfin par la forme compliquée des pôles inducteurs aui doivent enserrer de près un rotor cvlin drogue, tout en se prêtant à l'enroulement des bobines d'excitation. Depuis longtemps on a cherché à simplifier la construction en prévoyant de remplacer la géométrie cvlindriaue par une géométrie plane, c'est à dire en faisant tourner un induit en forme de galette en face d'une autre galette qui porte des noIes disposés autour de l'axe, comme les cartouches dans le barillet d'un revolver. Mais il n'en résulte une simplification ruelle que si l'on renonce à disposer du fer entre les conducteurs de l'enroulement, et si lwon réalise ce dernier sous forme d'un circuit imprimé sur ces deux faces.On rencontre alors une double limitation due, d'une part au fait qu'il faut augmenter beau coup la puissance d'excitation pour compenser l'augmentation d'entrefer due à la suppression du fer entre les conducteurs, d'autre part au fait que la techno logie des circuits imprimés ne s'accommode pas de fortes épaisseurs des con ducteurs, si bien que l'on doit, soit réduire la puissance massique, soit accepter des pertes par effet Joule importantes. Le moteur réalisé suivant l'invention présente,comme le moteur à circuit imprimé, le auadruple avantage de ne pas avoir de tôles magnétiques encochées sur son rotor, de supprimer les difficultés liées à l'enchevêtrement des bobines, de ne pas avoir de collecteur qui constitue une pièce compliquée à part, et en fin d'avoir des pôles inducteurs de forme simple; mais il n'en a ni l'inconvé- nient de l'entrefer accru, ni celui de la limitation de l'épaisseur des conduc teurs. Il s'agit encore d'un moteur à entrefer plan, mais, suivant l'invention, les Darties magnétiques de l'induit sont réalisées séparément. d'une Part sous forme de dents destinées à être palcées entre les conducteurs, d'autre part sous forme d'une couronne destinée à relier magnétiquement les dents du côté opposé à l'inducteur, de telle manière que ces parties magnétiques puissent etre montées après couP dans l'enroulement terminé. L'enroulement est comme d'habitude constitué de deux couches de conduc teurs superposées avec têtes de bobines de l'un des types dit "imbriqué" ou "ondulé" mais, comme il peut être constitué sans fer, on peut fenchevêtrer les bobines cate à côte sur une table, puis d'un seul coup les mettre en anneau fermé à la forme définitive. C'est- après seulement nue l'on dispose entre les conducteurs radiaux les dents magnétiques trapézotdales recouvertes d'isolant et, contre ces dernières, sur la face arrière, la culasse magnétique nar la quelle se réalise la fermeture des flux de pôle à pôle. Suivant l'invention, le collecteur est simplement constitué par l'ensemble des pièces de liaison sli réalisent les connexions de bobine à bobine et auxauelles on donne à cet effet une forme trapézoïdale. L'une des extrémités de chaque bobine est alors réduite à très peu de chose et - elle rentre directement dans la base de la lame trapézoïdale oui la prolonge ainsi radialement, tandis aue l'autre extrémité décrit au contraire un arc de développante de cercle, soit en revenant en arrière de manière à arriver à la lame voisine dans le cas d'un enroulement imbriqué, soit en progressant de manière à arriver au voisinage de la lame située deux pas polaires plus loin dans le cas d'un enroulement ondulé. Grâce à cette cnception, la fabrication du collecteur se réduit au découpage de petits trapèzes dans une bande de cuivre, puis à l'usinage sur un empilage de lames, des fentes internes et périphériques destinées à recevoir les ex- trémités des bobines. Pour ce montage, on soude ou on sertit d'abord toutes les lames sur les extrémités courtes, on constitue l'anneau commue il a été dit, et enfin on soude ou on sertit à la périphérie les extrémités des développantes de cercle. L'ensemble est alors disposé dans un moule, on met en Place les parties magnétiques1 on glisse des écarteurs entre les lames. et on coule une ré- sine suivant l'une des techniques connues. Suivant l'invention, la tenue à la force centrifuge est assurée par un enroulement de mèche ou de ruban de verre que l'on dispose dans le moule avant la coulée. Suivant l'inventions les dents trapézotdales sont réalisées par empilage de petites barrettes en tôle magnétique de longueur inégale. Suivant l'invention, la culasse magnétique est réalisée par enroulement d'un ruban en métal magnétique. On réduit ainsi à très peu de chose les pertes aui sont liées au fait aue le flux dans l'induit est alternatif. La planche ci-jointe représente à titre d'exemple non limitatif un moteur réalisé suivant l'invention. La figure 1 constitue la vue prise depuis l'entrefer, et la figure 2 une vue en coupe passant par l'axe. Le nombre de lames a été supposé réduit à 32 Pour aue la figure ne soit pas trop compliquée. Le nombre de pôle est de 8, si bien que l'on trouve un angle &alpha; de 360/8 = 45 entre les conducteurs d'aller et de retour de chaque bobine. les conducteurs 1 aui sont placés du côté de l'en- trefer sont représentés en trait plein et les conducteurs de retour 2 sont représentés en pointillé, On voit bien aue, faute de cette disposition en deux couches, après avoir disposé des conducteurs 7 dans les positions la 1b ic et id, la Dlace serait prise dans la position le et les suivantes. Les lames de collecteur 3 sont fendues slr leur côté interne pour recevoir les extrémités 4 des conducteurs d'aller, et sur leur partie externe pour recevoir les crochets5 oui terminent les parties en développantes de cercle 6. Entre les conducteurs des Dositions a et b, est représentée une dent 7 constituée de gauche à droite par 3 barrettes longues, ouatre barrettes plus courtes et à nouveau trois barrettes longues. La figure 2 fait apparaître la culasse en feuillard enroulé 8, le frettage en mèche de verre imprégnée 9, les balais 10, les pôles 11 recouverts des bohines 12, le flasque aui joue le rôle de culasse magnétique inductrice 13, et enfin le boitier 14. L'invention s'applique également au cas non représenté sur la planche où l'induit est solidaire de l'enveloppe du moteur dé manière à constituer par exemple un moteur-poulie ou un moteur-roue. REVENDICATIONS 1 Moteur électrique à courant continu à entrefer plan caractérisé en ce que le circuit magnétique de l'induit fait apparaitre séparément des dents et une culasse susceptibles d'entre ajoutés après coup à l'enroulement induit préalablement exécuté. 2 Perfectionnement suivant revendication 1 qui consiste en ce que les lames du collecteur constituent les pièces oui réalisent les connexions de bobine à bobine 1 l'une des extrémités de chaque bobine étant à cet effet courte et prête à etre insérée à la base de la lame voulue, et l'autre décrivant l'arc voulu pour venir se faire connecter dans une fente externe de l'autre lame voulue. 3 Induit de moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la périphérie de l'ensemble constitué par l'enroulement, les lames du collecteur et le circuit magnétique est tenu par un frettage en un matériau tel aue la mèche de verre qui une fois prise dans le moulape général, assure la tenue à la force centrifuge. 4 Dents de circuit magnétique d'induit de moteur électrique à entrefer plar suivant revendication 1 caractérisées en ce que Le feuiletage dans le sens du flux ainsi aue la forme trapêzotdale nécessaire à l'insertion entre les conducteurs radiaux sont obtenus en empilant des barrettes rectangulaires de lonqueurs iné- gales, l'ensemble étant à la fois isolé électriquement et maintenu pourla pose, par exemple par du ruban adhésif. 5 Culasse magnétique de moteur électrique à courant continu à entrefer plan suivant revendication 1 caractérisée en ce que le feuilletage nécessaire pour éviter les pertes dues au fait que le flux est alternatif, est obtenu par enroulement d'un ruban en métal magnétique.