Brevet FR2675645A3 — publié le 19921023

FR 2675645 A3 19921023 FR 9204775 A 19920417 Moteur électrique à excitation par aimants permanents". L'invention concerne un moteur électrique à excitation par aimants permanents comportant un rotor portant l'enroulement de l'induit et un stator entourant le rotor qui comporte un anneau de retour de flux magnétique et au moins deux pôles d'aimants permanents disposés décalés suivant le même angle d'arc, l'anneau de retour de flux ayant au moins une zone avec une section réduite. Un paramètre important agissant sur la vitesse de rotation ou la tolérance de la vitesse de rotation du moteur à aimants permanents, notamment pour de petits moteurs, est la tolérance relative au flux magnétique. Du fait de la saturation du fer de l'anneau polaire ou de l'induit, on peut réduire la tolérance au flux avec l'inconvénient d'un flux magnétique résultant, réduit, et d'un rendement moins bon. Dans les applications exigeant un rendement élevé, on renonce à une telle mesure et on accentue le retour du flux, par exemple par un anneau polaire plus épais. Par contre, si le rendement n'est pas déterminant, on peut augmenter la vitesse de rotation grace à une caractéristique plus raide en réduisant le flux magnétique de retour ou le flux magnétique dans l'anneau polaire. Il est connu selon le document DE-OS 35 21 039 de réduire le flux de retour magnétique en réalisant des rainures dans 11 anneau polaire pour avoir un comportement de type branchement en série ou augmenter la vitesse de rotation. Dans le montage connu, il faut toutefois fraiser les rainures dès la fabrication de l'anneau polaire ou réaliser ces rainures par des fraisages a posteriori et dans ce cas il y a le risque que des copeaux arrivent dans le moteur. Dans les deux cas, on ne peut réaliser qu'un réglage approximatif de la vitesse de rotation qui s'appuie sur des valeurs données par l'expérience pour réaliser les rainures. Un réglage fin a posteriori de la vitesse de rotation n'est pas possible.Comme les tolérances de fabrication se répercutent également sur la vitesse de rotation et autres propriétés du moteur, la mise en place géométriquement fixe de rainures ne permet en aucun cas d'aboutir toujours au même comportement en rotation. Le comportement en rotation de tels moteurs est ainsi exposé à des variations importantes qu'il n'est pratiquement plus possible de corriger a posteriori. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un moteur électrique correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que l'anneau de retour de flux se compose d'un anneau intérieur portant les pôles des aimants permanents et d'un anneau extérieur monté à rotation sur l'anneau intérieur, l'anneau extérieur ayant une section réduite d'en au moins une zone. Le moteur selon l'invention, a l'avantage de permettre un réglage fin (ajustage) de la vitesse de rotation a posteriori, lorsque la fabrication du moteur est terminée, et cela par simple déplacement de l'anneau extérieur. Cet ajustage a posteriori est très simple, rapide et peu coûteux ; il permet également un nouveau réglage ultérieur. L'ajustage se fait de manière propre et sans émission de copeaux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on forme une zone de section réduite par une coupure de l'anneau. Cette section réduite de l'anneau extérieur peut etre réalisée de manière simple par une coupure de l'anneau ou par des cavités. Les cavités sont constituées avantageusement sous forme de rainures ou de trous borgnes ou de perçages traversant. On peut optimiser cet effet en décalant les zones de section réduite du même angle d'arc que les pôles des aimants permanents. Dans le cas de deux pôles d'aimants permanents, on peut ainsi prévoir deux telles zones de section réduite. Un autre moyen pour optimiser l'effet, consiste à adapter la largeur d'une zone de section réduite, pratiquement à la largeur d'un intervalle entre deux pôles d'aimants permanents. Les zones de section réduite sont dirigées pratiquement de manière axiale suivant les intervalles entre deux pâles d'aimants permanents. Lorsque l'ajustage est effectué, pour bloquer cet état, on envisage avantageusement des moyens pour bloquer l'anneau extérieur sur l'anneau intérieur après cet ajustage. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de différents exemples de réalisation représentés aux dessins annexés selon lesquels La figure 1 montre une coupe transversale d'un premier exemple de réalisation d'un moteur électrique à deux pôles à aimants permanents dont l'anneau extérieur présente une coupure. La figure 2 montre le moteur électrique à la figure 1 dans lequel la coupure de l'anneau extérieur est décalée dans la zone de l'intervalle entre les deux pôles à aimants permanents. La figure 3 est une vue correspondante d'un autre exemple de réalisation sans rotor dont l'anneau extérieur comporte deux rainures axiales en regard. La figure 4 montre un troisieme exemple de réalisation selon une vue analogue aux précédentes et dont l'anneau extérieur comporte deux zones en regard avec des perçages traversant. Description des exemples de réalisation Dans le premier exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le stator d'un moteur électrique à excitation par aimants permanents comporte une bague de court-circuit 10 en un matériau ferromagnétique avec sur sa face intérieure deux aimants permanents 11, 12 dans des positions opposées. L'anneau de court-circuit 10 se compose d'un anneau intérieur 10a sur lequel sont fixés les pâles des aimants permanents 11, 12 et d'un anneau extérieur 10b qui est monté rotatif sur l'anneau intérieur 10a. L'anneau extérieur 10b comporte à un endroit une coupure axiale 13 qui est perpendiculaire au plan de la figure et dont la largeur correspond principalement à celle de l'intervalle 14 entre les deux pâles des aimants permanents 11, 12. De manière connue, à l'intérieur du montage décrit, se trouve un rotor 15 monté à rotation, avec un enroulement d'excitation 16. Ce rotor 15 peut avoir n'importe quelle forme et construction et sa description détaillée ne sera pas faite. Pour fixer l'anneau extérieur 10b sur l'anneau intérieur 10a, il est prévu, à titre d'exemple de fixation, une vis 17 dans l'anneau extérieur 10b et qui lorsqu'elle est vissée, pousse contre l'anneau intérieur 10a et bloque les deux anneaux en rotation. Dans la position de l'anneau extérieur 10b représentée à la figure 1, la coupure 13 de anneau extérieur 10b est éloignée au maximum des intervalles 14 dont l'influence sur le court-circuit magnétique et ainsi sur la vitesse de rotation, par la répartition du champ magnétique dans le court-circuit, est négligeable. Par contre, si selon la figure 2, on tourne l'anneau extérieur 10b pour que la coupure 13 se situe au-dessus d'un intervalle 14, cela réduit au maximum le flux magnétique à travers l'anneau de retour 10. Cela se traduit par une courbe caractéristique raide et ainsi une vitesse de rotation plus élevée du moteur électrique avec un couple de démarrage plus faible.C'est pourquoi, la fabrication dimensionne le stator et le rotor pour que le moteur électrique offre dans la position de l'anneau extérieur 10b représentée à la figure 1 (les aimants étant à la limite de tolérance supérieure), une vitesse de rotation inférieure à la vitesse de rotation souhaitée. Après le montage du moteur électrique, on peut déplacer l'anneau extérieur 10b en direction de la position montrée à la figure 2 et augmenter ainsi la vitesse de rotation jusqu'à la vitesse nominale souhaitée. Cette position d'ajustement se bloque à l'aide de la vis d'ajustement 17. On peut également prévoir d'autres moyens de blocage connus, tels que de la colle, des éléments en forme de coin, des pinces, des bagues de serrage ou moyens analogues. L'ajustage réglé peut de nouveau être inversé ce qui permet également des modifications a posteriori de l'ajustement. Un tel dispositif convient avant tout pour de petits moteurs qui tournent à vitesse de rotation constante et sous une charge relativement faible, comme par exemple des moteurs de ventilateur ou encore des moteurs dont on veut limiter le couple de démarrage. Dans le second exemple de réalisation représenté à la figure 3, on a supprimé le rotor 15 pour simplifier la figure. Il est clair que dans ce cas il faut également prévoir un rotor comme à la figure 1 ou tout autre rotor. A la différence du premier exemple de réalisation, l'anneau extérieur 10b ne présente pas d'interruption mais deux rainures axiales 18 situées en opposition et dont la largeur correspond pratiquement à la largeur des intervalles 14. Dans la position représentée dans laquelle des rainures axiales 18 se situent au-dessus de l'intervalle 14, le flux magnétique est atténué au maximum et la vitesse de rotation est ainsi la plus élevée. Dans le troisième exemple de réalisation représenté à la figure 4, on a de nouveau un stator analogue aux précédents. A la place des rainures axiales 18 on a deux zones 19, en opposition, qui comportent un grand nombre de perçages traversants 20. La largeur des zones 19 correspond pratiquement à la largeur des intervalles 14 et ces zones 19 s'étendent également dans la direction axiale. A la place des perçages traversant on peut également avoir des trous borgnes. D'autres variantes de réalisation de l'invention sont envisageables. L'important est de réduire la section de l'anneau extérieur 10b dans ces zones, sur une largeur déterminée et de pouvoir déplacer cet anneau extérieur 10b par rapport à l'anneau intérieur 10a pour venir au-dessus des intervalles 14, entre les pâles 11, 12 des aimants permanents, pour atténuer le flux magnétique. En principe, la largeur de ces zones peut différer de la largeur des intervalles 14. Les rainures ou cavités de forme différente pour réduire la section de l'anneau extérieur 10b, peuvent également être prévues sur la face intérieure pour arriver à une surface extérieure continue. En outre, on peut prévoir des rainures, des trous borgnes ou autres cavités, à la fois sur la face extérieure et sur la face intérieure, pour obtenir des zones de section réduite. REVENDICATIONS 1) Moteur électrique à excitation par aimants permanents comportant un rotor portant l'enroulement de l'induit et un stator entourant le rotor et qui comporte un anneau de retour de flux magnétique et au moins deux pôles d'aimants permanents décalés suivant le même angle d'arc, l'anneau de retour de flux ayant au moins une zone avec une section réduite, moteur électrique caractérisé en ce que l'anneau de retour de flux (10) se compose d'un anneau (10a) intérieur portant les pôles de aimants permanents (11, 12) et d'un anneau extérieur (10b) monté à rotation sur l'anneau intérieur (10a), l'anneau extérieur (10b) ayant une section réduite d'en au moins une zone (13, 18, 19). 2) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on forme une zone (13) de section réduite par une coupure de l'anneau (10b). 3) Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque zone (18, 19) de section réduite, comporte au moins une cavité. 4) Moteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les zones de section réduite (18, 19) sont prévues suivant le même angle d'arc que les pâles des aimants permanents (11, 12). 5) Moteur électrique selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les cavités (18) sont en forme de rainures. 6) Moteur électrique selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les cavités (20) sont des trous borgnes ou des perçages traversant. 7) Moteur électrique selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que la largeur d'une zone (13, 18, 19) de section réduite correspond pratiquement à la largeur d'un intervalle (14) entre deux pâles d'aimants permanents (11, 12). 8) Moteur électrique selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les zones (13, 18, 19) de section réduite sont principalement dans la direction axiale. 9) Moteur électrique selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en par des moyens (17) pour bloquer l'anneau extérieur (10b) sur l'anneau intérieur (10a) après l'ajustage.