Brevet FR2532488A1 — publié le 19840302

MACHINE ELECTRTQLE SERVANT 2 NOTAMMENT, POUR LQENTRAI- NEMENT D'UNE POMPE DE CIRCULATION L'invention concerne une machine électrique servant notamment de moteur dîentrainement pour une pompe de circulation, avec un rotor en forme de demi-sphère et un stator de forme annulaire induisant ce rotor, avec un évidement sphérique concave dans lequel le rotor est placé vis-à-vis du stator avec un entrefer sphérique s'étendant sur une sphère imaginaire, entrefer dans lequel est disposée une calotte non magnétique séparant l'espace du stator de l'espace du rotor, un pivot sphérique étant placé au centre de la sphère pour un montage du rotor autorisant des mouvements de basculement de celui-ci. Les documents DEEPS 1 463 800 (INT CL H 02 k, 46/06) et DE-PS 1 538 715 (H 02 k 49/00) décrivent des machines électriques avec un entrefer en forme de sphère qui sont prévues pour 19 entrainement de pompe de circulation et qui forment une unité de construction avec une telle pompe. Dans les pompes de circulation disponibles sur le marché pour des chauffages domesti- ques et des alimentations en eau sanitaire, le blocage du rotor, après un arrêt prolongé, constitue une source de pannes relativement fréquentes Les causes de telles pannes sont de petits corps étrangers qui se déposent dans l'entrefer magnétique lors de l'arrêt de la pompe Dans le cas d'une pompe de circulation avec un rotor sphérique, ce rotor lors de la mise en circuit de la pompe, peut effectuer des mouvements de basculement autour de son pivot sphérique placé au centre de la sphère et peut ainsi évacuer les corps étrangers de la zone de l'entrefer Lorsqu'il tourne sans empêchement, le rotor est stabilisé par les forces magnétiques dans sa position magnétique préférentielle. L'invention a pour but de créer une machine électrique, du type initialement décrit, qui soit apte à entraîner une pompe de circulation et qui, pour un encombrement réduit et un bon rendement électromécanique, comporte une faible dépense en fer de stator. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après. la figure 1 représente cet exemple en coupe longitudinale axiale; la figure 2 montre une variante du rotor par rapport à la figure 1. f e moteur électrique représenté avec un rotor sphérique est constitué du stator 1 avec un enroulement polyphasé 2 qui est noyé dans des rainures 3 Le stator l est de forme annulaire et est réalisé à partir d'une bande d'acier doux allant d'un bout à l'autre, et non représentée plus en détail, qui est-enroulée sur chant sur un noyau indiqué par Avant l'enroulement, les rainures 3 sont estampées dans la bande avec une section transversale identi- ques les unes par rapport aux autres en tenant compte de la modification de diamètre des noyaux Le processus d'enroulement pour la bande de stator débute au voi- sinage immédiat du plan 21 délimitant la forma en demi-sphère du noyau 20 Les différents enroulements de la bande sont étroitements jointifs les uns aux autres et constituent des surfaces enveloppes de cônes qui délimitent avec le plan 21 de la demi- sphère un angle o( d'environ 15 à 20 , de sorte qu'il en résulte un angle de c 8 ne obtus de 180 -2 = à 150 On constate, en même temps, que le stator entoure un évidement suivant le contour externe demi- sphérique du noyau 20, évidement dans lequel est également logé un rotor 5 comportant une enveloppe externe en forme de demi-sphère Dans la position de fonctionnement stabilisée qui est représentée, le rotor 5 monté sur un pivot sphérique 8 tourne autour de l'axe de rotation A et peut, en cas de nécessité, accomplir des mouvements de bascu- lement,autour du centre du pivot sphérique 8 placé à l'intersection du plan 21 et de laxe A, et évacuer ainsi d'éventuels 'corps étrangers hors de 1 Centrefer sphérique entre le rotor 5 et le stator 1. Dans-l'entrefer sphérique entre le stator 1 et le rotor 5, est disposée une calotte sphérique 4 en t 8 le non magnétisable ou en matière plastique, qui sépare l'espace interne 6 c 8 té rotor de l'espace interne 7 c 8 té stator de l'électromoteur. Le rotor 5 forme une unité de construction avec la turbine 25 d'une pompe centrifuge de refoulement, non représentée en détail et indiquée seulement en demi coupe Dans le cas de la forme de réalisation représentée en figure 1, le rotor 5 comporte un paquet de t 8 les de fer 11 constitué d'un empilement de disques de t 8 le et une cage de court- circuit 26 coulée en aluminium à la manière d'un rotor en court-circuit ' orsqu'un champ magnétique tournant est engendré dans le stator I par l'enroulement 2 biphasé ou polyphasé, le rotor 5 peut être entrainé par ce champ et ainsi la pompe de circulation peut être entrainée. Dans le cas de l'exemple de réa- lisation selon la figure 1, la largeur du rotor I mesurée en direction de l'axe A, est d'environ 55 à 600/o du rayon de la sphère indiqué par r de l'évidement dans le stator 1 Grâce à la réalisation conforme à l'invention du stator 1, il n'y a qu'un faible porte à faux de la machine électrique en direction de l'axe A mais, toutefois, un stator de dimensions comparable à ceux des moteurs d'entrainement à rotor sphérique connus jusqu'à ce jour, mais notablement plus compact, qui ne le cède que de peu à ceux des électromoteurs avec un induit en forme de tambour non susceptible de basculer. Dans le cas de l'exemple de réalisa- tion selon la figure 2, le rotor 5 comporte un paquet de t 8 les de fer 12 bobiné d'un bout à l'autre à partir d'une bande, qui est enroulée sur l'enveloppe externe sphérique 27 du rotor et qui est munie, dans ses rainures traversantes, d'une cage de court-circuit coulée in situ. Une réalisation du rotor sous la forme de rotor à hystérésis est également concevable. REVENDICATIONS 1 Machine électrique servant, notamment, pour l'entraînement d'une pompe de circulation, avec un rotor en forme de demi-sphère et un stator de forme annulaire induisant ce rotor, avec un évidement sphérique concave dans lequel le rotor se trouve placé vis-à-vis du stator avec un entrefer sphérique s'étendant sur une sphère imaginaire, entrefer dans lequel est disposée une calotte non magnétique séparant l'espace du stator de l'espace du rotor, et avec un pivot sphérique placé au centre de la sphère pour un montage du rotor permettant des mouvements de basculement, machine électrique caractérisée en ce que le stator ( 1) est constitué d'une bande de tÈle roulée sur chant, allant d'un bout à l'autre et dont les spires contig es forment des surfaces enveloppes de c 8 nes à angles obtus et comportent plusieurs rainures ( 3) réparties en direction périphérique et ouvertes vers l'entrefer, ces rainures ( 3) étant estampées à partir de la-bande avant l'enroulement et contenant respectivement l'une des phases d'en- roulement traversant la totalité de l'épaisseur axiale du stator ( 1) de l'enroulement diphasé ou polyphasé de ce stator servant à engendrer un champ électromagnétique tournant. 2 Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les sur- faces enveloppes de c 8 nes délimitent un angle de cône de 1800 2 t 250 et, de préférence, de 150 à 17,50. 3 Machine électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la bande constituant le stator ( 1) est enroulée sur une demi-sphère constituant un noyau ( 20), l'enrou- lement de la bande se prolongeant en direction axiale sur une étendue en direction de la calotte, laquelle est parallèle au plan ( 21) délimitant la demi-sphère, et présentant une hauteur (h) qui repré- sente environ 55 à 60 % du rayon (r) de la sphère.