Brevet FR2602103A1 — publié le 19880129

La présente invention concerne un moteur électrique à induit bobiné. Dans un moteur électrique à induit bobiné, I'induit comprend habituellement des encoches dans lesquelles sont rangées des spires de fils électriques constituant son bobinage. Pour isoler les fils électriques de l'armature métallique de l'induit, des isolants électriques d'encoches et des joues d'induit électriquement isolantes sont utilisés pour recouvrir les surfaces latérales des encoches et celles des extrémités de cette armature métallique. Ces isolants d'encoches, souvent largement dimensionnés par rapport à ces encoches pour obtenir en coopération avec les joues d'induit une bonne isolation électrique des fils de bobinage de l'induit même au niveau des extrémités de l'armature d'induit, font axiale ment saillis vers l'extérieur.Les fils de bobinage forment aux extrémités de l'armature de l'induit des chignons qui se chevauchent les uns sur les autres suivant un ordre connu de fabrication. Les creux ou cavités créés par des chignons en chevauchement, les saillies formées par les joues d'induit, les extrémités saillantes des isolants d'encoches, les têtes des dents d'induit et les fentes laissées par des entrées d'encoches non remplies de fils constituent des irrégularités de surface qui engendrent un bruit gênant lorsque l'induit bobiné tourne à une vitesse plus ou moins élevée. La présente invention, ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser un moteur électrique à induit bobiné économique, restant silencieux à des vitesses de rotation plus ou moins élevées de l'induit bobiné. Selon l'invention, un moteur électrique à induit bobiné est caractérisé en ce qu'il comprend dans les parties périphériques à vitesses linéaires les plus grandes de son induit bobiné, des moyens d'élimination des irrégularités de surface. Ces moyens d'élimination d'irrégularités de surface accomplissent simultanément plusieurs fonctions, une fonction de capotage des irrégularités de surface, une fonction de cales d'encoches, une fonction de frettage des chignons des fils de bobinage. Pour mieux faire comprendre l'invention, on en décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation, et un induit bobiné connu, illustrés par des dessins ci-annexés dont - la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale partielle d'un induit bobiné connu d'un moteur électrique, - la figure 2 représente une vue partielle schématique en coupe transversale de l'induit de la figure 1, montrant une encoche remplie de fils de bobinage maintenus par une cale d'encoche, - la figure 3 représente schématiquement une vue partielle en perspective en partie en coupe et en partie en vue éclatée d'un moteur électrique à induit bobiné, réalisé selon l'invention, et - la figure 4 représente une vue partielle schématique de l'induit bobiné de la figure 3. Un moteur à induit ou rotor bobiné connu 1 comprend un induit ou rotor bobiné 2 dans lequel les encoches 3 de l'armature d'induit ou du rotor 4 qui reçoivent des fils électriques de bobinage 5 sont préalablement recouvertes individuellement d'un isolant d'encoche 6 pour réaliser une bonne isolation électrique des fils électriques 5 vis à vis de cette armature 4. Dans la figure 1, seules les parties terminales de ces isolants d'encoches 6 qui sont saillantes aux deux extrémités de l'armature d'induit 4 sont visibles. Ces parties terminales saillantes de ces isolants d'encoches 6 coopèrent avec les joues d'induit 7 pour isoler de l'armature d'induit 4 les fils de bobinage 5, au niveau des extrémités de cette armature.Les fils de bobinage 5 rangés dans une encoche 3 (figure 2) sont solidement maintenus en place par une cale d'encoche 8 qui ferme l'entrée de cette encoche 3 en s'appuyant contre les surfaces inférieures saillantes des têtes des deux dents adjacentes d'induit 9. Dans l'induit bobiné 2 du moteur connu 1, les entrées 10 des encoches 3 ne sont pas remplies ni par les fils électriques de bobinage 5 ni par les cales d'encoches 8. Lors d'un fonctionnement du moteur connu 1 à des vitesses plus ou moins élevées, les fentes formées par les entrées 10 des encoches 3, les saillies constituées par des têtes des dents d'induit 9, les cavités Sa formées par des chignons en chevauchement, les extrémités saillantes des isolants d'encoches 6 et les joues saillantes d'induit 7 qui constituent des irrégularités de surface, engendrent un bruit gênant ou désagréable. La présente invention permet de résoudre efficacement ce problème de bruit gênant sans modifier dans un moteur électrique donné les dimensions de ses circuits électrique et magnétique et sans changer son rendement. Un moteur électrique 11 réalisé selon l'invention, schématiquement et partiellement illustré dans les figures 3 et 4, comprend un inducteur ou stator 12 et un induit ou rotor bobiné 13 dont le circuit magnétique et le circuit électrique sont construits suivant une technique connue. Dans l'induit 13, les parties terminales 14 des isolants d'encoches, et les joues d'induit 15 sont saillantes vers l'extérieur, et les fils électriques qui constituent le bobinage d'induit 16, forment des chignons en chevauchement aux deux extrémités de l'armature métallique 17 de l'induit 13, et créent des cavités ou creux 18 entre ceux-ci. Selon une caractéristique importante, le moteur électrique à induit bobiné 11 comprend au moins dans les parties périphériques à vitesses linéaires les plus grandes de l'induit bobiné 13 en rotation, des moyens d'élimination des irrégularités ou inégalités de surface constituées notamment par des entrées 19 non remplies des encoches 20, des parties terminales saillantes d'isolants d'encoches 14, des joues d'induit proéminentes 15, des creux ou cavités 18 dans les chignons des fils de bobinage 16. Quand l'induit bobiné 13 du moteur 11 tourne à des vitesses plus ou moins élevées, cet induit 13 contrairement à celui d'un moteur à induit bobiné connu, n'engendre pas de bruit gênant. Ce résultat est obtenu grâce en effet aux moyens d'élimination d'irrégularités de surface qui créent une surface lisse sur le pourtour de l'induit dans sa partie à vitesses linéaires les plus grandes. Selon une autre caractéristique, dans l'induit bobiné 13, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface accomplissent simultanément plusieurs fonctions, une fonction de capotage des irrégularités de surface, une fonction de cales d'encoches d'induit, une fonction de frettage des chignons des fils électriques de bobinage. Dans leur fonction de capotage, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface donnent à l'induit bobiné 13 une surface lisse dans ses parties à vitesses linéaires les plus grandes en masquant d'une part les parties terminales saillantes des isolants d'encoches 14, les joues d'induit 15 et les creux 18 formés dans des chignons en chevauchement de fils de bobinage et en fermant d'autre part les entrées non remplies 19 des encoches 20 d'induit 13. Dans leur fonction de cales d'encoches d'induit, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface bloquent les fils de bobinage dans les encoches 20 pour les y maintenir à l'encontre des effets de la force centrifuge développée par la rotation de l'induit 13 lors d'un fonctionnement du moteur 11. Dans leur fonction de frettage, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface soutiennent les chignons des fils de bobinage 16 contre les effets de force centrifuge durant la rotation de l'induit 13. Dans un exemple de réalisation illustré dans les figures 3 et 4, dans l'induit bobiné 13 du moteur électrique 11, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont constitués par deux couronnes dentées 22, 23 dont d'une part les dents 24 , 25 destinées à être montées dans l'armature 17 de l'induit 13 et insérées entre les fils de bobinage 16et les têtes des dents d'induit 26 servent à la fois de cales d'encoches et de pièces de fermeture et d'égalisation de surface des entrées 19 des encoches 20 de l'induit 13, et d'autre part les bases annulaires 27, 28 ajustées aux extremités de l'induit bobiné 13 servent à la fois de frettes pour des chignons de fils de bobinage 16 et des pièces de capotage des parties terminales saillantes d'isolants d'encoches 14, des joues d'induit 15 et des chignons en chevauchement des fils de bobinage 16. Les couronnes dentées 22 , 23 sont réalisées en un matériau mécaniquement et thermiquement résistant aux conditions de fonctionnement du moteur électrique 11. Les couronnes dentées 22 , 23 sont de préférence réalisées en une matière synthétique plus ou moins flexible par exemple un polyamide. Dans l'exemple illustré, dans les couronnes dentées 22 , 23, les bases annulaires 27, 28 comprennent (figure 4) chacune une partie cylindrique 29 , 30 et une partie troncônique 31 , 32 tandis que les dents 24 , 25 sont constituées de languettes parallèles entre elles et axialement perpendiculaires à ces bases annulaires 27 , 28. Les dents 24, 25 comprennent dans leur épaisseur deux parties en superposition, une partie relativement large 33 servant de cale d'encoche et une partie à largeur relativement réduite 34 destinée à remplir et à fermer l'entrée 19 de l'encoche 20. Quand les encoches de l'armature 17 ne sont pas parallèles à l'axe de rotation de cette armature 17, la flexibilité de la matière constituant les couronnes dentées 22 , 23 permet lors d'un montage de celle-ci dans l'armature 17, aux dents perpendiculaires 24 , 25 de ces couronnes de s'infléchir et de suivre l'orientation de ces encoches 20 sans compromettre la solidité de ces couronnes et sans empêcher celles-ci de remplir normalement leurs fonctions. Dans une première variante de réalisation non représentée, dans les couronnes dentées 22, 23, les dents 24 , 25 sont réalisées avec une inclinaison sur les bases annulaires 27 , 28, identique à celle des encoches de l'armature 17 d'induit dans lesquelles ces dents sont montées. Dans une deuxième variante de réalisation non représentée, les couronnes dentées 22, 23 sont formées in situ dans l'induit 13 par surmoulage d'une matière synthétique de manière qu'elles n'augmentent pas le diamètre de cet induit et n'entraînent pas en conséquence une modification dimensionnelle du moteur électrique 11. Les solutions apportées par l'invention permettent d'éviter des inconvénients d'un mode particulier d'égalisation de surface par pose par exemple d'une gaine thermorétractile, autour de l'induit bobiné 13. En effet, cette gaine thermorétractile augmente le diamètre de l'induit bobiné, ce qui exige une modification en conséquence de l'entrefer du moteur électrique laquelle entraîne à son tour un changement des caractéristiques de fonctionnement de ce moteur et de son rendement. Par ailleurs, une gaine thermorétractile posée sur un induit atténue fortement les irrégularités de surface de celui-ci mais sans les effacer complètement et sans éliminer tout risque d'émettre de bruit gênant par l'induit qui tourne à des vitesses élevées. Les couronnes dentées 22 , 23 réalisées selon l'invention sont également applicables aux moteurs à induit bobiné connus. Les solutions apportées par l'invention sont simples à réaliser, ce qui permet d'obtenir des moteurs électriques à induit bobiné économique et silencieux même quand ils tournent à des vitesses élevées. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique à induit bobiné, caractérisé en ce qu'il comprend au moins dans les parties périphériques à vitesses linéaires les plus grandes de son induit bobiné (13), des moyens d'élimination d'irrégularités de surface (22 , 23). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'élimination d'irrégularités de surface (22, 23) accomplissent simultanément plusieurs fonctions, une fonction de capotage des irrégularités de surface (14, 15, 18), une fonction de cales d'encoches, une fonction de frettage des chignons des fils de bobinage (16). 3. Moteur selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé en ce que dans l'induit bobiné (13) les moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont constituées par deux couronnes dentées (22, 23). 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans l'induit bobiné (13), les couronnes dentées (22, 23) constituant des moyens d'élimination d'irrégularités de surface comprennent chacune d'une part une base annulaire (27, 28) ajustée à une des extrémités de l'armature (17) de l'induit et servant à la fois de frette de chignons de fils de bobinage (16) et de pièce de capotage des parties terminales saillantes d'isolants d'encoches (14), des joues d'induit (15) et des chignons de fils de bobinage (16) et d'autre part des dents (24 , 25) destinées à être montées dans l'armature (17) d'induit (13) et insérées entre les fils de bobinage (16) et les têtes des dents d'induit (26), et à servir à la fois de cales d'encoches et de pièces de fermeture et d'égalisation de surface des entrées (19) des encoches (20) de l'induit (13). 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les couronnes dentées (22, 23) constituant des moyens d'élimination d'irrégularités de surface, comprennent chacune d'une part une base annulaire (27 , 28) formée d'une partie cylindrique (29 , 30) et d'une partie troncônique (31 , 32) et d'autre part des dents (24 , 25) constituées de languettes parallèles entre elles et axialement perpendiculaires à cette base annulaire (27 , 28). 6. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les couronnes dentées (22 , 23) constituant des moyens d'élimination d'irrégularités de surfaces, comprennent chacune d'une part une base annulaire (27 , 28) formée d'une partie cylindrique (29 , 30) et d'une partie troncônique (31 , 32) et d'autre part des dents constituées de languettes parallèles entre elles et inclinées sur cette base annulaire (27, 28) suivant une inclinaison identique à celle des encoches de l'armature (17) de l'induit dans lesquelles ces dents sont montées. 7. Moteur selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que dans les couronnes dentées, les dents (24 , 25) comprennent dans leur épaisseur deux parties superposées, une partie relativement large (33) servant de cale d'encoche et une partie à largeur relativement réduite (34) destinée à remplir et à fermer l'entrée (19) de l'encoche (20). 8. Moteur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que dans l'induit bobiné (13) les couronnes dentées (22, 23) servant de moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont réalisées en un matériau mécaniquement et thermiquement résistant aux conditions de fonctionnement du moteur. 9. Moteur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que dans l'induit bobiné (13) les couronnes dentées (22 , 23) servant de moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont rea- lisées en une matière synthétique flexible telle qu'un polyamide. 10. Moteur selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que dans l'induit bobiné (13) les couronnes dentées (22 , 23) servant de moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont formées in situ dans l'induit (13) par surmoulage d'une matière synthétique.