Brevet FR2573586A1 — publié le 19860523

PERFECTIONNEMENTS AUX MOTEURS A RELUCTANCE VARIABLE La présente invention concerne d'une façon générale les moteurs à réluctance variable et, plus particulièrement, de tels moteurs construits au moyen de tôles magnétiques découpées en secteurs. On sait réaliser des moteurs à réluctance variable et à commutation électronique dans lesquels le couple obtenu est relativement important par rapport à la masse de tôles magnétiques et de bobinages. Dans de tels circuits magnétiques, la section de tôles magnétiques à l'extérieur des plots et des dents peut être ramenée à une valeur sensiblement inférieure à celle d'une dent ou d'un plot ; de ce fait, étant donné le grand nombre de dents et de plots de chaque couronne statorique ou rotorique, le decoupage direct de couronnes complètes de tôles entrain une perte considérable de matière et par conséquent un coût élevé des circuits magnetiques. On est donc conduit à réaliser les couronnes magnétiques rotoriques ou statoriques par un découpage de secteurs comportant chacun de 2 à 5 dents ou plots.Lorsque les secteurs sont mis en place côte à côte, un certain entrefer est inévitablement constitué et s'oppose au passage du flux magnétique. Afin d'éviter cette réluctance supplémentaire, la présente invention consiste à placer cet entrefer parasite, non entre les dents ou entre les plots comme il était d'usage jusqu'à ce jour, mais à l'intérieur même desdits plots ou dents dans une partie du circuit ou la distance entre diamètre intérieur et diamètre extérieur est la plus grande alors que le flux magnétique transversal est le plus faible suivant une direction perpendiculaire aux dents et plots. En effet, les dispositions adoptées pour réduire la valeur du flux magnétique entre les dents successives et les plots successifs, comme décrit dans le brevet français FR-B-2 329 097, conduisent à répartir le flux magnétique passant dans chaque dent ou dans chaque plot en deux flux magnétiques de valeurs plus réduites qui sont de sens opposés suivant une direction tangentielle à l'entrefer.Ainsi la réluctance parasite due à l'assemblage des tales découpées par secteurs ne nécessite pratiquement aucune augmentation de section et permet la meilleure économie de matière pour ce type de machine. Conformément à l'invention, un moteur à réluctance variable et à commutation életronique comprenant une couronne statorique comportant des plots munis de bobines dont le nombre est un multiple du produit du nombre de commutateurs par le nombre 4 (motif 4), et une couronne rotorique comportant des dents dont le nombre est le même multiple d'un nombre premier supérieur au produit "commutateurs x motif 4", les couronnes étant réalisées par un empilage de tôles découpées respectivement en secteurs de 2 à 5 dents et en secteurs de 2 à 5 plots, est caractérisé en ce que des entrefers résiduels constitués par la mise en place côte à côte desdits secteurs sont localisés sensiblement dans la partie médiane des plots et des dents respectivement. L'invention va être maintenant décrite en détail en relation avec les dessins annexées dans lesquels - la Fig.l est une vue en quart de coupe transversale schématique du stator et du rotor d'un moteur à réluctance variable construit par assemblage de secteurs de tôle magnétique, cet assemblage ou raccordement étant fait conformément à l'invention et - les Figs.2 et 3 montrent un secteur du stator et un secteur du rotor respectivement. A titre d'exemple, la Fig.l représente un moteur électrique à réluctance variable essentiellement constitué par un stator 1 comportant 36 plots 10 munis chacun d'une bobine 11 et un rotor 2 comportant 51 dents 20. Les nombres de plots et de dents de la Fig.l sont les mêmes que dans le moteur décrit dans le brevet français précité3 respectivement. La largeur d'un plot est égale à 37 millièmes du diamètre de l'alésage interne du stator alors que la largeur minimale d'une dent du rotor est de 26 millièmes de ce même diamètre d'alésage au droit de l'entrefer. Pour assurer le transfert du flux de part et d'autre de la base d'une dent ou de la base d'un plot, il suffit d'une largeur de tôle de 20 millièmes de la valeur dudit diamètre d'alésage.Etant donné les relations dimensionnelles sus-indiquées, on peut constater que l'obtention par découpage en une seule pièce des tôles de couronne statorique et de couronne rotorique représente une grosse déperdition de matière ; il est donc préférable de réaliser de telles couronnes magnétiques en tôles découpées par secteur comportant de 2 à 5 dents ou plots, par exemple 3 dents par secteur rotorique et 3 plots par secteur statorique. L'invention consiste donc à situer l'entrefer résiduel 13 ou 23 résultant de la mise en place côte à côte de 2 secteurs statoriques ou rotoriques, non pas dans la zône située entre 2 plots ou 2 dents successifs, mais à proximité de l'axe radial d'un plot 10 ou d'une dent 20. On entend par proximité une distance par rapport à l'axe de symétrie inférieure à 1/4 de la largeur du plot ou de la dent. Les Figs.2 et 3 représentent respectivement un secteur statorique 12 pour les toles du stator 1, et un secteur rotorique 22 pour les tôles du rotor 2. On peut constater que l'entrefer résiduel 13, 23 qui résulte de la mise en place de deux secteurs successifs, d'une part, présente une grande longueur qui réduit la réluctance s'opposant au passage du flux, d'autre part, se trouve situé dans une zône où le passage du flux est faible, le flux principal d'un plot ou d'une dent se divisant en deux parties de sens opposés dont les valeurs respectives ne sont pas très différentes. Ainsi, la présence dudit entrefer résiduel est pratiquement sans inconvénients pour le bon fonctionnement de la machine. On a représenté par deux flèches opposées dans les Fig.2 et 3 ltorientation laminaire dans le cas de tôles magnétiques à grains orientés. Cette orientation fait des angles égaux avec les limites de chaque secteur. REVENDICATIONS 1 - Moteur électrique à réluctance variable et à commutation électronique comprenant - une couronne statorique (1) comportant des plots (10) munis de bobines (11) dont le nombre est un multiple du produit du nombre de commutateurs par le nombre 4 (motif 4), et - une couronne rotorique (2) comportant des dents (20) dont le nombre est le même multiple d'un nombre premier supérieur au produit "commutateurs x motif 4", les couronnes (1,2) étant réalisées par un empilage de toles découpées respectivement en secteurs de 2 à 5 dents (12) et en secteurs de 2 à 5 plots (22), caractérisé en ce que des entrefers résiduels (13, 23) constitués par la mise en place côte à côte desdits secteurs (12, 22) sont localisés sensiblement dans la partie médiane des plots (10) et des dents (20) respectivement. 2 - Moteur électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits entrefers résiduels (13, 23) entre des secteurs statoriques (12) ou entre des secteurs rotoriques (22) sont disposés radialement sur l'axe de symétrie des plots (10) ou des dents (20), ou au moins sont situés à une distance de cet axe de symétrie inferieure à 1/4 de la largeur des plots (10) ou des dents (20). 3 - Moteur électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'utilisation de tôles magnétiques à grains orientés, l'orientation est sensiblement parallèle auxdits entrefers résiduels (13, 23) ou de préférence forment avec lesdits entrefers résiduels des angles égaux.