Brevet FR2625852A1 — publié le 19890713

La présente invention concerne un stator de machine tournante électrique à pôles inducteurs à aimant permanent réalisés à partir d'une poudre mélangée à un liant ou compactée et qui est disposée à l'intérieur d'une enveloppe perméable au champ magnétique et entourant individuellement l'aimant. Généralement dans un stator à aimants permanents, les pôles inducteurs sont constitués par des aimants permanents auxquels sont éventuellement associées des pièces polaires auxiliaires. Les aimants permanents traditionnellement utilisés, par exemple en ferrite, se présentent sous la forme de blocs compacts et sont généralement fixés par collage ou agrafage à l'intérieur de la culasse. I1 est récemment apparu de nouveaux matériaux magnétiques permettant de réaliser des aimants permanents de puissance plus élevée que les aimants en ferrite, pour un volume bien plus faible. I1 s'agit notamment de matériaux en poudre, que l'on mélange à un liant, et qui sont compactés ou agglomérés pour former des aimants. Des matériaux de ce genre, tels que la poudre d'alliage néodyme-fer-bore (ND-Fe-B) ont déjà été testés, pour la réalisation de pôles inducteurs destinés à un stator de machine tournante électrique, telle que moteur électrique. La réalisation de tels stators s'avère intéressante, mais elle se heurte à des difficultés d'ordre pratique pour la magnétisation de l'inducteur in-situ, étant donné le fort champ coercitif de ces aimants. La présente inyention permet de surmonter celles-ci en fournissant une structure de pôle inducteur à aimant permanent autorisant une mécanisation aisée de la magnétisation des aimants et leur assemblage dans la culasse du moteur. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un stator de machine tournante électrique à pôles inducteurs à aimant disposés à l'intérieur d'une culasse, aimant réalisé à partir d'une poudre mélangée à un liant ou compactée, et qui est disposé à l'intérieur d'une enveloppe caractérisé en ce que l'enveloppe est semi-ouverte et est délimitée par deux secteurs coaxiaux reliés l'un à l'autre suivant un rayon commun. Avantageusement l'enveloppe est réalisée en un matériau magnétique doux à grande perméabilité. les deux secteurs délimitant l'enveloppe ont des arcs différents Le secteur externe a un arc plus grand que le secteur interne et est approximativement de c Grâce à la caractéristique ci-dessus, les pôles inducteurs ainsi constitués sont juxtaposés à l'intérieur de la culasse du moteur. Le procédé d'obtention pour un tel stator comportant les pôles inducteurs conformes à l'invention est remarquable notamment en ce qu'une fois que les aimants permanents non aimantés sont fixés dans leur enveloppe respective, les pôles inducteurs ainsi constitués sont disposés, au moins par paire, sur un noyau cylindrique à diamètre variable en matériau magnétique doux à grande perméabilité, suivant deux phases opératoires consécutives correspondant à deux cylindres de diamètre différent du noyau cylindrique dont la première phase consiste à disposer et aimanter les pôles inducteurs sur un cylindre du::noyau cylindrique de diamètre plus grand que le diamètre interne du stator puis dans la seconde phase à amener les pôles inducteurs ainsi aimantés sur un second cylindre du noyau cylindrique de diamètre approximativement égal au diamètre interne du stator, lesquels pôles inducteurs sont ensuite juxtaposés à l'intérieur de la culasse dudit stator. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre l'invention. - La figure 1 est une vue d'un pôle inducteur selon l'invention. - La figure 2 est une vue en coupe du stator montrant. les pôles inducteurs selon l'invention juxtaposés dans la culasse du moteur. - La figure 3 est une vue selon la coupe III - III de la figure 2. - Les figures 4 à 7 représentent schématiquement leprocédé d'obtention de l'aimantation des pôles inducteurs et leur positionnement dans la culasse du moteur. Un stator de machine tournante électrique est constitué de pôles inducteurs 1 à aimants permanents 2 disposés à l'intérieur d'une culasse 4 du moteur. Chaque pôle inducteur 1 comporte un aimant permanent 2 réalisé à partir d'une poudre mélangée à un liant ou compactée. les aimants permanents 2 ainsi obtenues sont disposés conformément à l'invention dans des enveloppes 3 semi-ouvertes. Ces enveloppes 3 sont constituées par deux secteurs coaxiaux 3a, 3k, ayant des arcs différents et à une distance l'un de l'autre approximativement égale à l'épaisseur de l'aimant 2. Le secteur 3a est plus grand que le secteur 3b et est approximativement égal à un angle variant selon le nombre de pôles inducteurs de la machine tournante soit La largeur de l'entretoise 3d qui relie les deux secteurs 3a, 3b selon un rayon commun radial 3c est déterminé avantageusement selon la position dudit rayon 3c par rapport à l'axe de l'aimant 2 du côté où la réaction d'induit crée un champ de même sens que le champ inducteur. L'extrémité libre des secteurs 3a, 3b permet l'insertion de l'aimant 2 dans ladite enveloppe 3 (figure ) Les pôles inducteurs 1 ainsi constitués sont disposés, au moins par paire, sur un noyau cylindrique 5 à diamètre variable en matériau magnétique doux à grande perméabilité, de manière que son diamètre varie du plus grand au plus petit suivant deux phases opératoires consécutives (figures 4 à 7). La première phase opératoire consiste à disposer les pôles inducteurs 1 sur un cylindre 5a du noyau cylindrique 5 de diamètre plus grand que le diamètre interne du stator, et à aimanter, de façon connue, lesdits pôles inducteurs 1 par des bobines 6 situées autour du cylindre 5a. Le fait de disposer les pôles inducteurs 1 sur un cylindre 5a de diamètre plus grand que le diamètre interne du stator permet d'obtenir une aimantation parfaite desdits pôles inducteurs 1 et celle-ci pour l'ensemble des pôles à la fois. La phase d'aimantation étant terminée, la phase suivante consiste à amener les pôles inducteurs 1 qui viennent d'être aimantés sur un second cylindre 5k du noyau cylindrique 5 de diamètre aproximativement égal au diamètre interne du stator en faisant glisser les pôles inducteurs le long d'un cône 5c reliant les deux cylindres 5a, 5k au moyen de rainures ou par tout autre système (non représenté) ménagés dans ledit cône. Les pôles inducteurs 1 une fois positionnés angulàirement autour du cylindre Sb sont introduits à l'intérieur de la culasse 4 dans laquelle ils se juxtaposent par l'intermédiaire des extrémités libres des secteurs extérieurs des pôles inducteurs qui forment ainsi avantageusement une fausse culasse qui renforcé magnétiquement la carcasse. La carcasse peut ainsi n'avoir qu'une faible épaisseur ; ce qui facilite grandement son obtention. C'est ainsi que le noyau cylindrique 5 peut posséder la faculté d'être rétractile et expansible pour amener ,radialement le noyau d'un cylindre 5a au cylindre 5h et inversement. I1 va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant les mêmes caractéristiques. REVENDICATIONS 1) Stator de machine tournante électrique à pôles inducteurs à aimant permanent (1) disposés à l'intérieur d'une culasse (4), chaque pôle inducteur (1) comportant un aimant permanent (2) réalisé à partir d'une poudre mélangée à un liant ou compactée, lequel aimant est disposé à l'intérieur d'une enveloppe (3) caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est semi-ouverte et délimitée par deux secteurs (3a, 3b) coaxiaux reliés l'un à l'autre suivant un rayon commun (3c). 2) Stator de machine tournante électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est réalisée en un matériau magnétique doux à grande perméabilité. 3) Stator de machine tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux secteurs (3a, 3k) délimitant l'enveloppe (3) ont des arcs différents. 4) Stator de machine tournante selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le secteur externe (3a) a un arc plus grand que le secteur interne (3k). 5) Stator de machine tournante selon la revendication 3, caractérisé en ce que le secteur externe (3a) a un arc égal approximativement å à= 3600 / nbre de pôles. 6) Stator de machine tournante selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les pôles inducteurs (1) sont juxtaposés à l'intérieur de la culasse (4). 7) Procédé d'obtention.du stator selon la revendication 1 remarquable par les étapes consécutives suivantes - Fixer les aimants (2) non encore aimantés dans leur enveloppe respective (3) pour constituer des pôles inducteurs (3). - Mettre en place les pôles inducteurs (3),espacés les uns des autres, sur un noyau cylindrique (5a), en matériau magnétique doux, dont le diamètre est plus grand que le diamètre intérieur du stator, noyau cylindrique (5a) sur lequel les aimants (2) sont magnétisés. - Ramener les pôles inducteurs (2) une fois aimantés sur un noyau cylindrique (5) en matériau magnétique doux dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur du stator et sur lequel ils sont juxtaposés et introduire l'ensemble à l'intérieur de la culasse (4) dans laquelle les pôles inducteurs (2) sont fixés. 8) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le noyau cylindrique (5) est étagé de manière à présenter deux cylindres (5a, 5k) de diamètres différents, l'un (5b) correspondant approximativement au diamètre intérieur du stator et l'autre (5a) plus grand, les deux cylindres étant reliés par un cône (5ç) le long duquel glissent les pôles inducteurs (1) d'un cylindre (5a) à l'autre cylindre (5b) ou vice versa.