Brevet FR2610147A1 — publié le 19880729

Induit pour un moteur à courant continu La présente invention concerne un induit pour un moteur à cou- rant continu, et notamment un noyau d'induit destiné à l'induit. La Figure 2 est une vue frontale d'un induit typique utilisé pour un moteur à courant continu traditionnel; la Figure 3 est une vue en coupe transversale de l'induit, et la Figure 4 une vue en coupe transver- sale à plus grande échelle et en partie arrachée, montrant des fentes mé- nagées dans l'induit traditionnel. Sur ces figures, un numéro de référence 1 désigne un arbre de moteur. Un co llecteur 2 et un noyau d'induit 3 sont respectivement mon- tés sur l'arbre de moteur 2. Une bobine d'induit 4 est montée dans le noyau d'induit 3. Comme on peut le voir sur la Figure 4, la forme de la fente du noyau d'induit traditionnel est conçue de telle façon que les dimensions de sa partie d'ouverture 5a sont inférieures au diamètre d'un fil métal- lique constituant la bobine d'induit 4, afin de retenir la bobine 4 pen- dant une rotation de l'induit, un flux magnétique créé conjointement avec un champ (non représenté) étant uniforme. Il y a jusqu'à maintenant une demande en faveur d'une construction de moteur qui permette d'augmenter une puissance de sortie sans modifier la forme des éléments constitutifs 2C de l'induit représenté sur les Figures 2-4. On peut, dans ce cas, réduire le coût de l'induit nécessaire lors d'un changement de modèle, en n'aug- rentant, par exemple, que le diamètre du noyau et en conservant tels qu'ils sont les autres éléments constitutifs. Lorsque l'on adopte de tel- les mesures, la fente est pratiquée pour avoir, par exemple, la forme re- présentée sur la Figure 5. Sur cette Figure 5, la forme et les dimensions d'une partie de logement da bobine 11b ménagée dans la fente sont identi- ques à celles de la partie 5b de la Figure 4, tandis que la longueur d'une partie d'étranglement définie entre la partie d'ouverture 11a de la fente et la partie de logement de bobine 11b est modifiée pour passer d'une valeurJlà une valeurL2. Ici, la largeur bl de la partie d'ouver- ture n'est pas modifiée, de sorte qu'un flux magnétique créé conjointe- ment avec le champ est rendu uniforme. Cependant, la forme de la fente illustrée sur la Figure 5 pré- sente cet inconvénient, à savoir que du fait que la longueur de la partie d'étranglement de la fente est augmentée de l1 à 12. la résistance 2 6 1 0 1 4 7 2-- magnétique de cette zone est diminuée (la résistance magnétique est pro- portionnelle à la largeur b de la partie d'ouverture et inversement pro- portionnelle à la longueur 2de la partie d'étranglement, à condition que la longueur des t6les de noyau superposées, c'est-à-dire l'épaisseur de celui-ci, reste inchangée), moyennant quoi, un flux magnétiquei2 est créé autour de la fente en supplément du flux magnétique principale1 créé en- tre le noyau d'induit et le champ. Le coefficient d'auto-induction de la bobine devient par conséquent important au point d'avoir un effet néfaste sur une régulation du courant, ce qui entraîne une diminution des pro- priétés de rendement. De plus, l'intensité d'un champ magnétique engendré dans l'espace externe du noyau d'induit 10 par une force magnétomotrice due à la bobine d'induit est diminuée sous l'effet du flux magnétique 2 Ceci a des conséquences préjudiciables sur la production d'un couple. Unr. but de la présente invention est de proposer un induit qui n' entraîne pas une diminution de rendement due à la création d'un flux magnétique indésirable autour des fentes, cet induit étant tel que les éléments constitutifs sont ceux utilisés couramment et que seul le diamè- tre du noyau d'induit est modifié. Ce but, ainsi que d'autres buts de la présente invention, est atteint grâce à un induit pour un moteur à courant continu, comportant un arbre, un collecteur, une bobine et un noyau d'induit pourvu, sur sa circonférence, de plusieurs fentes destinées à recevoir la bobine, carac- térisé en ce que la partie d'ouverture des fentes est conçue plus petite que le diamètre du fil métallique constituant la bobine, tandis qu'une gorge et une partie de retenue de bobine sont ménagées dans une partie d'étranglement située entre la partie d'ouverture et une partie de loge- ment de bobine définie dans les fentes. On se fera une idée plus complète de l'invention et de ses nombreux avantages, dans la mesure o celle-ci sera mieux comprise à la lumière de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins-annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue frontale, en partie arrachée d'un mode de réalisation du noyau d'induit selon la présente invention; la Figure 2 est une vue latérale d'un induit traditionnel; 2 6 1 0 1 4 7 --3-- la Figure 3 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne III-III de la Figure 2; la Figure 4 est une vue frontale réalisée à une plus grande échelle et en partie arrachée,montrant des fentes et la zone qui les en- toure; et la Figure 5 est une vue frontale réalisée à une plus grande échelle et en partie arrachée, montrant des fentes et la zone qui les en- toure, d'un noyau d'induit traditionnel. Un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit en référence aux dessins, dans lesquels les mêmes numéros de référence désignent des pièces identiques ou correspondantes. Sur la Figure 1, un numéro de référence 20 désigne un noyau d'induit, un numéro 21a une partie d'ouverture d'une fente pratiquée dans le noyau d'induit, un numéro 21b une partie de logement de bobine définie dans la fente, un numéro 21c une partie de retenue de bobine et un numéro 21d une gorge ménagée dans la partie d'étranglement située entre la partie d'ouverture 21a et la partie de logement de bobine 21b. La partie d'étranglement a, sur la totalité de sa longueur destinée à être en communication avec la partie de logement de bobine 21b, la même largeur que la partie d'ouverture 21a, et s'étend dans le sens de la direction axiale du noyau d'induit 20. Deux gorges 21d sont ménagées dans la partie d'étranglement. Précisément, les gorges 21d sont respectivement ménagées dans chacune des parois latérales internes de la partie d'étranglement, dans une relation opposée. Elles ont une forme identique et s'étendent dans le sens de la direction axiale du noyau d'induit 20. La partie de retenue de bobine 21c est définie par la gorge et par la partie de logement de bobine 21b, au niveau de la portion interne de la partie d'étranglement. La partie de retenue de bobine existe par conséquent en double, dans une relation opposée, dans chacune des fentes et s'étend dans le sens de la direction axiale du noyau d'induit 20. La résistance magnétique obtenue à l'aide de l'induit de la présente invention va maintenant être comparée à celle obtenue à l'aide de l'induit traditionnel, en référence à la Figure 5. Dans le noyau d'induit traditionnel, la résistance magnétique R1, à proximité de la -4- partie de logement de bobine, est proportionnelle à la largeur b de la partie d'ouverture de la fente, et inversement proportionnelle à la lon- gueurl2 de la partie d'étranglement (à condition que l'épaisseur du noyau d'induit, c'est-à-dire, la longueur des t8les de noyau superposées du noyau d'induit, précisément la longueur dans la direction perpendiculaire Jusqu'à la surface du dessin, soit inchangée), à savoir R1a b1/t 2. En revanche, la résistance magnétique R2 obtenue à l'aide du noyau d'induit de la présente invention s'exprime sous la forme R2e 1/(a3 /b + /b 2+51 /b), du fait que la résistance magnétique R2 est R2 c 1 3 3 4 2 5 1 considérée comme une résistance combinée des parties 3, 24 et 15, danslesquellesi 2=3+1 4+5I. Par conséquent, en sélectionnant d'une ma- nière appropriée les valeurs de b2,.3,14 etL5, on peut augmenter la résistance magnétique par rapport à celle du noyau d'induit dont les fen- tes ont une forme traditionnelle. Il est donc possible d'obtenir, même dans un moteur dont le diamètre de noyau d'induit est augmenté tandis que l'épaisseur de celui-ci reste inchangée, un accroissement du rendement par une augmentation du diamètre du noyau d'induit sans entraîner une di- minution du rendement due à un flux magnétique créé autour de la fente. Dans le mode de réalisation ci-dessus, les gorges décrites possèdent une forme rectangulaire, car l'utilisation des fentes rectangu- laires est efficace pouraugmenter la résistance magnétique. Néanmoins, leur forme peut être circulaire ou triangulaire s'il n'existe aucune res- triction, telle qu'une difficulté d'usinage. Dans ce cas, on peut compen- ser la diminution du rendement en sélectionnant d'une manière appropriée les dimensions des autres éléments, tels que la distance b2 entre les gorges opposées. Comme il a été décrit précédemment, on peut, conformément à la présente invention, accroltre le rendement du moteur en augmentant uni- quement le diamètre du noyau d'induit, les éléments constitutifs, autres que le noyau d'induit, restant inchangés et d'usage courant. Il est par conséquent possible de diminuer le coût de fabrication du moteur, lors- qu'un changement de modèle du moteur est nécessaire. Il est également possible de réaliser le moteur pour qu'il présente une légère perte de rendement, puisque que le noyau d'induit possède une forme propre à augmenter une résistance magnétique dans la zone de la fente. 2 6 1 0 1 4 7 -5- La description précédente a porté sur un mode de réalisaticn préféré de la présente invention, mais celle-ci ne se limite pas à ce mc- de de réalisation particulier et de nombreuses modifications et variantes peuvent de toute évidence lui être apportées à la lumière des enseigne- ments ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -6- REVENDICATIONS 1. Induit pour un moteur à courant continu, comportant un ar- bre (1), un collecteur (2), une bobine (4) et un noyau d'induit (20) pourvu, sur sa circonférence, de plusieurs fentes destinées à recevoir la bobine, caractérisé en ce que la partie d'ouverture (21a) des fentes est conçue plus petite que le diamètre d'un fil métallique constituant ladite bobine, tandis qu'une gorge (21d) et une partie de retenue de bobine (21c) sont ménagées dans une partie d'étranglement située entre la partie d'ouverture et une partie de logement de bobine (21b) définie dans lesdi- tes fentes. 2. Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'étranglement possède une largeur constante et s'étend dans le sens de la direction axiale du noyau d'induit (20) dans lequel les gorges (21d) sont respectivement ménagées, au niveau de chacune des parois laté- raies internes de la partie d'étranglement, dans une relation opposée. 3. Induit selon la revendication 2, caractérisé en ce que les gorges (21d) ont une forme identique et s'étendent dans le sens de la di- rection axiale du noyau d'induit (20. 4. Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ia partie de retenue de bobine (21c) est définie par la gorge (21d) et la partie de logement de bobine (21b), au niveau de l'extrémité interne de la partie d'étranglement. 5. Induit selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie de retenue de bobine (21c) s'étend dans le sens de la direction axiale du noyau d'induit (20).