Brevet FR2503952A1 — publié le 19821015

MOTEUR ELECTRIQUE MONOPHASE PAS A PAS. L'invention concerne les moteurs électriques mono phasés pas a'pas qui sont largement utilisés dans des commandes électriques a action discontinue. On connait un moteur électrique monophasé pas à pas décrit dans le brevet US nO 3 370 189, et qui est constitué de trois ensembles principaux, à savoir une bobine à noyau, un circuit magnétique de stator avec ouverture et ayant des pôles a asymétrie magnétique et un ensemble de rotor qui comporte un rotor à aimant permanent aimanté diamétraiement et une douille en matériau non magnétique à deux roulements. L'ensemble de rotor est logé dans l'ouverture du circuit magnétique de stator. La douille en matériau non magnétique à deux roulements protège le rotor contre la poussière. Ce moteur électrique monophasé pas a pas connu a une construction complexe de circuit magnétique.En outre, il est carac térisé par l'impossibilité de réaliser un positionnement axial précis du rotor par rapport au stator et de centrer avec précision l'arbre du rotor par rapport à un mécanisme de charge extérieur. De plus, l'assemblage d'un tel moteur est très compliqué. On connais gaiement un moteur électrique monophasé pas a pas décrit dans le brevet GB nO 1 459 981, et dont la construction est plus simple par rapport a celle du moteur décrit plus haut. Ce moteur comporte, d'une part un stator a enroulement et a circuit magnétique comportant un noyau et une plaque avec ouverture, ce circuit magnétique formant les pôles du stator a asymétrie magnétique reliés par des parties minces de la plaque, et d'autre part un rotor a aimant permanent aimanté diamétralement.Le rendement de ce moteur n'est pas élevé parce qu'à travers les parties minces entre les piles du stator passent plus de 20% du flux utile produit par l'aimant du rotor ce qui provoque l'affai blissement du couple électromagnétique. En outre ce moteur ne comporte pas d'éléments permettant un montage axial précis du rotor par rapport aux pôles du stator, ni un centrage précis de l'arbre du rotor par rapport à un mécanisme de charge extérieur ce qui diminue la fiabilité Te but de la présente invention est de fournir un moteur électrique monophasé pas à pas avec un ensemble de rotor faisant un tout qui permettrait d'élever le rendement et la fiabilité du moteur monophasé pas à pas, ainsi que de simplifier son assemblage et d'assurer une réparation facile. Selon l'invention le moteur électrique monophasé pas à pas comporte, d'une part, un stator à enrouie- ment et à circuit magnétique comprenant un noyau et une plaque à ouverture,cette ouverture divisant la plaque en parties formant des poules du stator reliés par des parties minces, les poules du stator présentant une asymétrie magnétique, et d'autre part un rotor comprenant un aimant permanent aimante diamétralement et muni de paliers, et il est caractérisé en ce que le rotor avec ses paliers est disposé à l'intérieur d'une capsule constituée d'un corps et d'un couvercle et située dans ltouverture de la plaque, la capsule ayant une saillie cylindrique extérieure coaxiale avec le rotor et le corps de capsule étant muni d'une bride d'appui servant à positionner le rotor par rapport aux pôles du circuit magnétique du stator. I1 est possible.de réaliser le corps de capsule avec un diamètre supérieur au diamètre de l'ouverture de la plaque d'une valeur égale aux tolérances assurant un ajustement serré de la capsule dans l'otxverture de la plaque. I1 est possible de réaliser la bride d'appui du corps de capsule à deux gradins. Il est également possible de réaliser le couvercle de capsule à trois étages dont un est disposé à l'intérieur du corps de capsule. Un moteur électrique monophasé pas à pas à ensemble de rotor faisant un tout permet de simplifier son assemblage, d'élever son rendement et sa fiabilité, ainsi que d'améliorer les possibilités de réparation. L'invention ressortira de la description ci-dessous d'un exemple concret de son exécution schématisé sur les dessins annexés dont: la figure I représente une vue d'ensemble en isométrie d'un moteur électrique monophasé pas à pas selon l'invention; la figure 2 représent la coupe longitudinale de la figure 1 suivant la ligne II-II dans le cas où la saillie cylindrique de la capsule est réalisée sur le couvercle, conformément à l'invention; la figure 3 représente un moteur électrique mono phasé pas à pas dans le cas où ladite saillie cylindrique est réalisée sur le corps de capsule et le couvercle comporte trois étages, conformément à l'invention;; la figure 4 représente un moteur électrique mono phasme pas à pas dans le cas où la bride d'appui est réalisée à deux étages, conformément à l'invention; la figure 5 représente un moteur électrique monophasé pas à pas dans le cas où la bride d'appui du corps de capsule est réalisée à l'endroit de jonction du corps avec le couvercle, conformément à l'invention. Le moteur électrique monophasé pas à pas oare S un stator avec un enroulement a (fig.1) et un circuit magnétique comprenant un noyau 2 et une plaque 3 ayant une ouverture la divisant en parties formant des pôles du stator à asymétrie magnétique. Dans l'ouverture de la plaque 3, entre les pôles du stator reliés par des parties minces 5 et 6 de la plaque, est placé une capsule 4. le noyau 2 est rendu solidaire de la plaque 2 à laide d'unevis 7. la capsule 4 est constitué d'un corps 8 (fig. 2) et d'un couvercle 9. La capsule 4 présente une saillie cylindrique extérieno 10, le corps 8 de la capsule 4 étant muni d'une bride d'appui ll qui permet de positionner un rotor 12 par rapport à la plaque 3. Le rotor 12 est constitué d'un aimant permanent 13 calé sur un arbre 14 et est monté dans des paliers 15 et 16 fixés respectivement dans le corps 8 et dans le couvercle 9. Le diamètre du corps 8 peut être supérieur au diamètre de l'ouverture de la plaque d'une valeur égale aux tolérances assurant un ajustement serré de la capsule dans l'ouverture de la plaque. En ce cas, il y- a un allongement des parties minces 5, 6 (fig. 1) ce qui diminue leur section transversale et augmente la reluctance des parties minces 5, 6 en diminuant le flux magnétique du rotor bouclé par les parties minces 5, 6 ; ceci contribue à l'élévation du rendement du moteur électrique monophasé pas a' pas. La bride 11 assure une bonne précision du position nement axial du rotor 12 par rapport à la plaque 3, alors que la saillie 10 de la capsule 4 permet de centrer avec précision l'arbre 14 du rotor 12 par rapport au mécanisme de charge extérieur ce qui élève la fiabilité du moteur électrique monophasé pas à pas. La réalisation du couvercle 9 (fig. 3) à trois étages 9', 9", 9"', ou de la bride ll à deux étages 11' et 11" (fig. 4) rend la réparation du moteur monophasé pas à pas plus aisée parce que cela permet de démonter l'ensemble de rotor. Sur la figure 5 est représentée la capsule 4 avec le rotor 12 placée à l'intérieur de l'ouverture de la plaque 3. La bride Il du corps 8 est réalisée à l'endroit de jonction du corps 8 avec le couvercle 9. le moteur fonctionne de la façon suivante. En ab- sence du courant dans l'enroulement 1 (fig. 1), sous l'action du flux magnétique créé par l'aimant permanent 13 (fig. 2), le rotor 12 se met en position pour laquelle la reluctance du circuit magnétique extérieur par rapport à l'aimant permanent 13 est minimale, c'est -à-dire que l'axe d'aimantation du rotor 12 se trouverait dans ce cas sous un angle par rapport à l'axe magnétique de la plaque 3. L'alimentation du moteur électrique monophasé pas à pas se fait par des impulsions bipolaires.Lorsque l'enroulement 1 (fig. 1) est parcouru par une impulsion de courant pour laquelle les pôles du stator ont une polarité homonyme par rapport aux pôles de l'aimant 13, le rotor 12 est soumis à l'action du couple dans le sens qui assure la voie la plus courte jusqu'à la position à laquelle les axes magnétiques du rotor et du stator coincident. A la fin de l'action de l'impulsion de courant, le rotor 12, sous l'action du flux magnétique créé par l'aimant 13, occupe une position diamétralement opposée à celle de départ. A ltapparition de l'impulsion suivan-tede polarité opposée, le cycle sus-indiqué se répète et le rotor 12 fait un tour complet. Ainsi se réalise un cycle complet de travail. Grâce à l'installation dans un moteur électrique monophasé pas à pas d'une capsule 4 avec ses saillie 10 (fig. 2) et sa bride 11, la capsule étant montée dans l'ouverture de la plaque 3 avec un ajustement serré,on élève notablement le rendement du moteur. Le nombre des unités à assembler diminue,et ildevient possible d'assembler et de vérifier l'ensemble de rotor indépendement du stator. De plus le positionnement du rotor 12 par rapport aux polies du stator se trouveIsimplifié et on exclut l'éventualité d'infiltration des poussières dans la zone des pièces rotatives du rotor 12 ce qui simplifie l'assemblage du moteur, élève sa fiabilité,et rend plus simple sa réparation. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique monophasé pas à pas du type comportant, d'une part un stator portant un eNxxlexnt(1) et dont le circuit magnétique est constitué d'un noyau (2) et d'une plaque (3) avec ouverture la divisant en parties formant des pôles du stator reliés par des parties minces (5, 6) les pôles du stator présentant une asymétrie magnétique,et d'autre part un rotor (12) à aimant permanent (13) aimanté diamétralement et à paliers (15, 16), c a r a c t é r i s é en ce que le rotor (12) avec ses paliers (15, 16)estdisposé à l'intérieur d'une capsule (4) constituée d'un corps (8) et d'un couvercle (9) et située dans l'ouverture de la plaque (3), la capsule (4) ayant une saillie cylindrique extérieure (10) coaxiale avec le rotor (12) et le corps (8) étant muni d'une bride d'appui (11) pour orienter le rotor (12) par rapport aux pôles du stator. 2. Moteur électrique .monophasé pas à pas, conformément à la révendication 1, c a r a c t é r i 5 é en ce que le diamètre du corps (8) de la capsule (4) est supérieur au diamètre de l'ouverture de la plaque (3) d'une valeur de tolérances assurant un ajustement serré de la capsule (4) dans l'ouverture de la plaque (3). 3. Moteur électrique monophasé pas à pas, conformément aux révendications 1, 2, c a r a c t é r i s é en ce que la bride d'appui (11) du corps (8) de la capsule (4) est à deux étages. 4. Moteur électrique monophasé pas à pas, conformément aux révendications 1 à 3, c a r a c t é r i s é en ce que le couvercle (9) de la capsule (4) est à trois étages (9', 9", 9"') dont un s'engage à l'intérieur du corps (8) de la capsule (4).