Brevet FR2694459A3 — publié le 19940204

FR 2694459 A3 19940204 FR 9308072 A 19930701 "Moteur à induit extérieur commuté électriquement pour l'entraînement d'appareils dans des véhicules à moteur". Etat de la technique L'invention concerne un moteur à induit ex extérieur commuté électroniquement avec une armature fixe présentant un paquet de tôles rainure, pourvu de bobines de champ se trouvant dans les rainures, armature qui est entourée par un induit de forme annulaire, portant sur sa paroi intérieure des aimants permanents et dans lequel les rainures, ouvertes en direction de l'enveloppe du paquet de tôles, de l'armature dans la zone du flux des aimants sont recouvertes par une bague de retour ferromagnétique, enfermant le paquet de tôles. On connaît déjà un tel moteur à induit extérieur, dans lequel la bague de retour sert à supprimer le couple de collage ou d'arrêt provoqué par les dents de l'armature.Mais il est apparu que des courants de Foucault considérables se développent dans cette bague de retour, courants qui diminuent le rendement du moteur. On doit donc éliminer cette action indésirable, sans que de la sorte se produite un renforcement du couple de collage ou d'arret. Avantages de l'invention Dans le cas du moteur à induit extérieur selon l'invention, la bague de retour de circuit présente te un trajet pour des courants de Foucault se produisant dans cette bague, trajet qui est plus long que la largeur de la bague de retour vu dans le sens de l'axe longitudinal de l'armature et on veille à ce que du fait du trajet allongé pour les courants de Foucault, ceux-ci soient au moins fortement réduits en fonction de la longueur du trajet. Le couple de collage ou d'arrêt de cette façon n'est pas amplifié. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que - la bague de retour de circuit présente un grand nombre de fentes s'étendant dans le sens de son pourtour, fentes qui sont disposées dans le sens périphérique et dans le sens axial à une distance les unes des autres et sont décalées dans le sens périphérique d'un écart. - la bague de retour de circuit est formée par une bande de tôle mise autour de l'enveloppe de l'armature. - les deux extrémités de la bande de tôle sont soudées l'une à l'autre et se recouvrent au moins par places. - la bande de tôle est soudée au paquet formant l'armature. - la bague de retour est formée par un enroulement de fils de préférence d'une seule pièce. - les extrémités de l'enroulement sont reliées au paquet formant l'armature, elles sont de préférence soudés. - le fil pour réaliser l'enroulement est pourvu au moins par sections d'une couche électriquement isolante. - l'épaisseur de la bague de retour de circuit se trouve entre 0,2 et 0,5 mm. Dessins Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins et vont être exposés plus en détail dans la description qui va suivre. La figure 1 montre une coupe longitudinale à travers un moteur à induit extérieur connecté électroniquement, moteur qui a une armature fixe. La figure 2 montre une vue de l'armature pourvue de trois enroulements de phase vu dans le sens de la flèche 2 de la figure 1. La figure 3 est une vue latérale de l'armature selon la figure 2, le long de la ligne III-III partiellement en coupe. La figure 4 montre un détail agrandi, désigné à la figure 3 par la référence IV, d'un premier mode de réalisation de l'armature. La figure 5 montre une variante d'une bague de retour faisant partie de la réalisation selon la figure 4 et, La figure 6 montre un autre mode de réalisation de la bague de retour selon la figure 5. Description des exemples de réalisation Un moteur à induit extérieur 10 représenté à la figure 1 commuté électriquement sert à entraîner des appareils dans les véhicules à moteur comme par exemple des roues de ventilateur ou analogue. Ce moteur présente un stator 12, dont font partie un moyeu de palier 14 et un support 16, formé sur ce moyeu, en forme de disque dans le cas de l'exemple de réalisation, support sur lequel sont formées des pattes de fixation 18. En outre, font partie du stator 12 un paquet de tôles 20 et des enroulements ou bobines de champ 22, qui se trouvent dans des rainures 23 du paquet de tôles 20. Dans le moyeu 14 sont maintenus dans le cas de l'exemple de réalisation deux paliers 24 en calottes sphériques disposés à une certaine distance l'un de l'autre, paliers dans lesquels est monté un arbre de moteur-26.A l'extrémité 28 de l'arbre 26 est relié de façon solidaire, un rotor 32 en forme de pot au moyen d'une douille 30. Sur la paroi intérieure 34 de la paroi en forme de pot 36 du rotor 32, de forme annulaire, sensiblement parallèle à l'axe de rotation du rotor sont maintenus plusieurs aimants permanents 38 ayant en section transversale la forme de segments du type à coque. Le corps du rotor en forme de pot 32 sert en même temps que la douille 30 de circuit de retour pour les aimants permanents 38. Comme on le voit particulièrement nettement à partir de la figure 1, le paquet de tôles 20 se trouve sur l'un des côtés du support 16. Ceci vaut aussi pour le rotor 30, 32, 38, qui vient en prise d'une manière connue avec des parties essentielles 20, 22 du stator 12. Dans le cas de l'exemple de réalisation, l'armature fixe 40 fait aussi partie du stator 12, armature à laquelle appartiennent entre autres le paquet de tôles 20 et les bobines de champ 22. Sur le support 16, est formée une bague de boîtier 17, qui enserre la paroi en forme de pot 36 du rotor 32. Sur le côté, situé à l'opposé de la bague de boîtier 36, du support 16 se trouve une chambre 19 dans laquelle est logée la commande électronique de la commutation. Une plaque de circuit imprimé 23 fait partie de cela, plaque à laquelle sont raccordées les bobines de champ 22 au moyen de languettes de contact 25. En outre, les figures montrent que le paquet de tôles 20 est entouré sur son enveloppe 21 par une bague de retour de circuit 42. Ceci est particulièrement visible à partir des représentations selon les figures 1 et 2. Cette bague de retour de circuit 42 est réalisée en une matière ferromagnétique et sert à amortir ce qu'on ap pelle le couple de collage ou d'arrêt, qui se forme entre les dents de l'armature et les extrémités des aimants en forme de segments 38. Les dents d'armature 10 elles-mêmes résultent du fait que les rainures 23 du paquet de tôles 20 sont ouvertes en direction de l'enveloppe 21 du paquet de tôles 20. Ces dents d'armature se trouvent dans la zone du circuit magnétique des aimants 38.Pour amortir l'effet d'arrêt ou de collage, on recouvre les rainures 23 de l'armature 40 dans la zone du circuit magnétique des aimants 38 par la bague de retour 32. Comme pendant le fonctionnement du présent moteur à induit extérieur, commuté électroniquement 10, il se développe des courants de Foucault considérables diminuant l'efficacité du moteur, la bague de retour de circuit 42 présente pour leur suppression un tracé pour ces courants de Foucault, qui mesuré dans le sens de l'axe longitudinal de l'armature 27 est plus long que la largeur 44 de la bague de retour de circuit 42. Dans le cas d'un premier exemple de réalisation représenté plus en détail sur les figures 4 et 5, la bague de retour est formée avec une bande métallique 142 ferromagnétique, qui présente un grand ncmbre de fentes 144 qui, vu dans le sens périphérique de la bague repliée et aussi dans le sens axial de la bague, sont disposées à une distance 146 ou 148 les unes des autres. En outre, il y a lieu de noter que les fentes 144 disposées dans le sens périphérique en série les unes derrière les autres présentent un décalage 150 dans le sens périphérique. Vu dans le sens axial, il y a après chaque intervalle 146, une fente 144, qui fait partie de la série suivante de fentes.De cette façon, on obtient un tracé du type labyrinthe pour les courants de Foucault, du fait que le chemin direct et court allant dans le sens de l'axe 27 est interrompu maintes fois par les fentes 144 pour les courants de Foucault, de telle sorte que ces courants de Foucault sont contraints de faire des détours. Le trajet pour les courants de Foucault est donc plus long que la largeur 44 de la bague 142. La longueur de la bande déroutée selon la figure 5 a une dimension telle que les deux extrémités 152 se recouvrent, après la pose sur l'enveloppe du paquet de tôles, au moins par places, si bien que celles-ci peuvent être soudées l'une à l'autre. En même temps la bague de retour ainsi formée 142 peut aussi être soudée avec le paquet de tôles 20 de l'armature 40. Toutefois, il est également possible de former la bague de retour 42 par exemple au moyen d'un enroulement à fils de préférence d'une seule pièce 242 (figure 6), dont les extrémité sont reliées au paquet de tôles de l'armature 20, de préférence sont soudées et dont la largeur correspond à la largeur 44 de la bande annulaire 142 dans le cas de l'autre exemple de réalisation. Le fil 244 servant à réaliser l'enroulement à fils 242 peut être pourvu au moins d'une couche électriquement isolante. Le fil 242 est en une matière ferromagnétique afin qu'il puisse remplir son rôle initial, la suppression du couple de collage ou d'arrêt.Mais comme le fil peut présenter du fait d'impuretés, d'oxydation ou de causes analogues des sections avec des couches électriquement isolantes, il se produit aussi dans le cas de cet exemple de réalisation une coupure du trajet direct que recherchent les courants de Foucault. Des sections isolantes de ce type peuvent aussi résulter du fait que maints enroulements ne viennent pas directement en appui sur l'enroulement voisin de telle sorte que par la fente ainsi formée son provoque un allongement du fil pour les courants de Foucault. Il est également pensable d'utiliser un fil pourvu sur son enveloppe d'une couche élec triquement isolante, de telle sorte que les courants de Foucault doivent chercher leur trajet à travers tous les enroulements du fil 242. Il est apparu que l'épaisseur 246 de la bague de retour selon les figure 4 et 6 se trouve de façon approprié entre 0,2 et 0,5 mm. En supprimant les courants de Foucault dans la bague de retour, on obtient un recul du courant au ralenti due~20 à 50%. On a une perte de flux magnétique un peu plus faible par comparaison avec la bague de retour connue en tôle non fendue. REVENDICATIONS 1) Moteur à induit extérieur commuté électriquement avec une armature fixe présentant un paquet de tôles, pourvu de bobines de champ se trouvant dans les rainures, armature qui est entourée par un induit de forme annulaire, portant sur sa paroi intérieure des aimants permanents et dans lequel les rainures, ouvertes en direction de l'enveloppe du paquet de tôles, de l'armature dans la zone du flux des aimants sont recouvertes par une bague de retour ferromagnétique, enfermant le paquet de tôles, caractérisé en ce que la bague de retour de circuit (42 ou 142 ou 242) présente un trajet pour des courants de Foucault se produisant dans cette bague, trajet qui est plus long que la largeur (44) de la bague de retour vue dans le sens de l'axe longitudinal de l'armature (27). 2) Moteur à induit extérieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de retour de circuit (142) présente un grand nombre de fentes (144) s'étendant dans le sens de son pourtour, fentes qui sont disposées dans le sens périphérique et dans le sens axial (27) à une distance (146 ou 148) les unes des autres et sont décalées dans le sens périphérique d'un écart (150). 3) Moteur à induit extérieur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague de retour de circuit est formée par une bande de tôle (142) mise autour de l'enveloppe (21) de l'armature (40). 4) Moteur à induit extérieur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux extrémités (152) de la bande de tôle (142) sont soudées l'une à l'autre et se recouvrent au moins par places. 5) Moteur à induit extérieur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la bande de tôle (142) est soudée au paquet (20) formant l'ar mature. 6) Moteur à induit extérieur caractérisé en ce que la bague de retour de circuit (42) est formée par un enroulement (242) de fils de préférence d'une seule pièce. 7) Moteur à induit extérieur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les extrémités de l'enroulement (242) sont reliées au paquet (20) formant l'armature, elles sont de préférence soudés. 8) Moteur à induit extérieur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le fil (242) pour réaliser l'enroulement (242) est pourvu au moins par sections d'une couche électriquement isolante. 9) Moteur à induit extérieur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (246) de la bague de retour de circuit (142 ou 242) se trouve entre 0,2 et 0,5 mm.