Brevet FR2472865A1 — publié le 19810703

Stator pour un moteur électrique sans balais. L'invention concerne un stator pour un moteur électrique sans balais comprenant un entrefer à air axial, un enroulement statorique coaxial par rapport à l'axe de rotation, et des pièces polaires sensiblement en forme de U qui chevauchent l'enroulemert statorique alternativement dans des directions radiales opposées et en étant équidistantes du point de vue angulaire, et qui possèdent des faces frontales se trouvant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de rotation. Dans un stator connu de ce type les pièces polaires sont constituées par des tôles. Les faces frontales de toutes les pièces polaires paires sont des rectangles allongés. A l'intérieur des empilages de tôles des pièces polaires impaires, les tôles sont alternativement tournées de 1800 par rapport à un axe radial de manière que la face frontale soit formée par une alternance de petits et de grands côtés des tôles d'une pièce polaire et que la dimension périphérique des pièces polaires impaires diminue en direction de l'axe de rotation.De cette manière, on réussit à réduire l'écart des pièces polaires jusqu'à une valeur minimale dépendant de l'entrefer à air, sans augmenter la périphérie extérieure des pièces polaires impaires et, par conséquent, d'un des disques rotoriques se trouvant sur la face frontale du stator, de sorte que leur moment d'inertie et les forces centrifuges peuvent être maintenus faibles. Cependant, cet agencement nécessite une dépense importante en moyens techniques lors du montage du moteur. Ensuite, en raison de la forme étagée, vu du côté frontal, des empilages de tôles des pièces polaires impaires et de la forme rectangulaire des pièce polaire paires, il apparait des fuites relativement importantes. L'invention se propose de fournir un stator du type mentionné dont la constitution est simple et par conséquent compacte tout en concervant un écart minimal des pièces polaires suivant la direction périphérique. Ce problème est résolu suivant l'invention, grâce au fait que les faces frontales de toutes les pièces polaires sont constituées par des segments identiques de la meme surface annulaire. Cette constitution des pièces polaires permet d'obtenir un écart uniforme suivant la direction périphé rJque entre toutes les pièces polaires et une superficie plus importante des faces frontales des pièces polaires, par rapport au couple de rotation souhaitée du moteur. Ceci donne une réluctance plus faible dans le circuit magnétique avec des fuites plus faibles correspondantes, de sorte que le diamètre du rotor ou respectivement du moteur pour obtenir le meme couple de rotation peut etre réduit. Ceci conduit de nouveau à une économie de cuivre pour les enroulements et, en correspondance, à des pertes de chaleur plus faibles. De meme, les forces centrifuges sont plus faibles. De façon appropriée, les sections transversales des culasses de toutes les pièces polaires sont constituées par des segments de surface annulaire et ont la meme superficie. La résistance du circuit magnétique efficace déterminée par les sections transversales de ces culasses est, par conséquent, identique pour tous les pâles magnétiques formés respectivement par un circuit magnétique entre deux pièces polaires voisines, et est, par conséquent, faible, de sorte qu'on obtient un couple de rotation uniforme avec des pertes encore plus faibles et une constitution plus compacte. De préférence, les pièces polaires se présentent sous la forme de pièces agglomérées en matériau comprenant des particules magnétisables. Ceci permet d'obtenir de façon simple une forme de segment pour les pièces polaires, ce qui n'est pas le cas lorsqu'on utilise des tôles qui devraient être découpées à des dimensions différentes. Ainsi, les pièces polaires peuvent etre frittées, les particules magnétisables peuvent etre coulées dans un liant, ou les pièce polaires peuvent etre pressées. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif représenté au dessin annexé sur lequel La figure unique est une vue d'un stator selon l'invention suivant la direction de l'axe de rotation du rotor non représenté et partiellement en coupe. Le stator comporte huit pièces polaires 1 à 8 sensiblement en forme de U, constituées par un matériau comprenant des particules magnétisables, qui sont disposées sur un cercle en étant équidistantes du point de vue angulaire. Leurs branches chevauchent un enroulement statorique circulaire 10. Les branches des pièces polaires impaires 1, 3, 5, 7, font saillie radialement vers l'intérieur et les branches des pièces polaires paires 2, 4, 6, 8, font saillie radialement vers l'extérieur. Les culasses transversales 12 des pièces polaires paires 2, 4, 6, 8 sont situées vers l'intérieur suivant la direction radiale et les culasses transversales 14 des pièces polaires impaires 1, 3 5, 7 sont situées vers lrextérieur suivant la direction radiale.Toutes les culasses transversales 12, 14 s'étendent suivant la direction axiale (en direction de l'axe de rotation du rotor). Les faces frontales 16 de toutes les pièces polaires sont constituées par des segments identiques de la meme surface annulaire. Les sections transversales de toutes lesculasses transversales 12 et 14 qui se trouvent dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de rotation ont la meme superficie, les surfaces transversales de toutes les culasses transversales 12 intérieures suivant la direction radiale sont constituées par des segments de surface annulaire identiques les uns aux autres, et les surfaces transversales de toutes les culasses transversales 14 extérieures suivant la direction radiale sont également constituées par des segments de surface annulaire identiques les uns aux autres. Le rotor non représenté comporte deux disques en matériau ferromagnétique montés rigidement sur l'arbre de rotor, qui se trouvent respectivement sur une des faces frontales 16 du stator. Sur les côtés des disques rotoriques qui sont tournés vers les faces frontales 16 des pièces polaires sont alternativement formés, à des distances angulaires identiques, des pôles nord et sud en matériau présentant une aimantation permanente. Le champ magnétique formé par l'enroulement statorique 10 sortant de la face frontale par exemple de la pièce polaire 7 penètre, en passant par l'entrefer à air axial adjacent, dans la face latérale en vis-à-vis du disque rotorique associé et ressort de la même face latérale en vis-à-vis de la surface frontale 16 de la pièce polaire voisine 8 et pénètre dans celle-ci. Au niveau de l'autre extrémité, suivant la direction axiale du stator, ce champ magnétique sort par contre au niveau de la face frontale 16 de la meme pièce polaire 8 et revient, par l'intermédiaire du second disque rotorique, dans la face frontale 16 de la pièce polaire 7.De cette manière, un circuit magnétique pour un pôle statorique respectif est fermé par l'intermédiaire des culasses transversales 12, 14 de deux pièces polaires voisines et des disques rotoriques. En raison de la forme en segment annulaire des pièces polaires, celles-ci peuvent être disposées très près les unes des autres avec seulement un faible écart angulaire suivant la direction périphérique, de sorte qu'on obtient une constitution compacte du stator avec des fuites faibles. Ceci permet de donner au moteur un faible diamètre, rapporté au couple de rotation, ce qui se traduit par une dépense plus faible en fil de cuivre pour l'en- roulement statorique 10 et des pertes de chaleur plus faibles correspondantes. Les particules magnétisables du matériau des pièces polaires peuvent etre constituées simplement par du fer magnétique doux ou par du fer avec des additifs, comme du nickel, du cobalt et du silicium. Les pièces polaires peuvent, par conséquent, être fabriquées sous la forme de pièces agglomérées, par exemple par frittage, pressage et coulées avec un liant. Les pièces polaires et l'enroulement statorique sont maintenus réunis en étant coulés dans de la résine synthétique (non représentée). REVENDICATIONS 1. Stator pour un moteur électrique sans balais comprenant un entrefer à air axial, un enroulement statorique coaxial par rapport à l'axe de rotation, et des pièces polaires sensiblement en forme de U qui chevauchent l'enroulement statorique alternativement dans des directions radiales opposées et en étant équidistantes du point de vue angulaire, et qui possèdent des faces frontales se trouvant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de rotation, caractérisé en ce que les faces frontales (16) de toutes les pièces polaires (1 à 8) sont constituées par des segments identiques de la meme surface annulaire. 2. Stator suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sections transversales des culasses (12, 14) de toutes les pièces polaires (1 à 8) sont constituées par des segments de surface annulaire et ont la meme superficie. 3. Stator suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pièces polaires (1 à 8) se présentent sous la forme de pièces agglomérées en matériau comprenant des particules magnétisables. 4. Stator suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les pièces polaires (1 à 8) sont frittées. 5. Stator suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les particules magnétisables sont coulées dans un liant. 6. Stator suivant l'une des revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les pièces polaires sont pressées.