Brevet FR2695267A1 — publié le 19940304

La présente invention concerne un stator de machine tournante électrique, telle que moteur électrique, avec des pôles inducteurs à aimants permanents disposés l'intérieur d'une culasse ou carcasse en matière électromagnétique. Elle concerne plus particulièrement un moteur électrique destiné entraîner un démarreur de moteur combustion interne. Dans ce type de moteur électrique, le couple fournir est important et ltenroulement de son induit est parcouru par un courant treks élevé. I1 en résulte un accroissement du champ de réaction d'induit tel qutil peut provoquer une désaimantation partielle ou totale des pôles inducteurs. Pour pallier cet inconvénient, on ménage dans les espaces interpolaires des shunts magnétiques constitués par des protubérances en matière magnétique réalisées sur la surface intérieure de la carcasse du moteur, proximité immédiate des aimants permanents constituant le pôle inducteur. Habituellement les aimants sont en forme de segments circulaires et s'appuient sur la surface intérieure de la carcasse ou ils sont maintenus, soit par collage, soit par des agrafes élastiques. Si de tels aimants ne nécessitent pas d'usinage particulier de l'intérieur de la carcasse et permettent un entrefer constant, ils présentent cependant divers inconvénients. Leur fabrication est coûteuse du fait même de leur forme surtout quand il s'agit de les réaliser avec une grande précision dimensionnelle. L'extrémité du segment circulaire, qui est adjacente au shunt magnétique, doit présenter une forme parfaitement complémentaire de celle dudit shunt de manière assurer au moteur électrique des performances optimales. La manutention et le positionnement des aimants dans la carcasse est difficilement automatisable. Enfin, il est souhaitable, dans le cas d'un démarreur pour moteur à combustion interne d'avoir, au niveau des pôles inducteurs, un entrefer dit progressif de manière à réduire les phénomènes de bruit, ce qui oblige à avoir des aimants de forme particulière. I1 en résulte, pour la fabrication d'un tel type de moteur d'un surcoût inadmissible en particulier quand il s'agit de grandes séries comme c'est le cas dans le domaine automobile. La présente invention résout ces problèmes et propose à cet effet un stator de machine tournante électrique, notamment moteur électrique, avec des pôles inducteurs à aimants permanents disposés à l'intérieur d'une carcasse, caractérisé en ce que la carcasse est constituée d'un empilage de tôles prédécoupées comportant pour chaque pôle inducteur un shunt magnétique prédécoupé auquel il est associé au moins deux aimants permanents ayant la forme d'un barreau de section rectangulaire. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les aimants sont fixés sur des méplats tangents à un cercle imaginaire dont le centre est l'axe de la carcasse, - les aimants présentent des faces polaires intérieures tangentes à un cercle imaginaire dont le centre est l'axe de la carcasse, - le shunt magnétique comporte une face intérieure prédécoupée suivant le cercle imaginaire des faces polaires intérieures, - le shunt magnétique est délimité circonférentiellement par une première face prédécoupée suivant un axe diamétral de la carcasse et une seconde face prédécoupée perpendiculairement au méplat, - la seconde face du shunt est perpendiculaire au méplat et se raccorde audit méplat par une échancrure, - chaque méplat est raccordé à un autre méplat par une rainure, - la face du shunt magnétique d'un pôle inducteur se raccorde au premier méplat du pôle inducteur suivant par une découpe circulaire de rayon supérieur au rayon du cerle imaginaire des méplats, - la périphérie extérieure de la tôle présente au droit de chaque shunt magnétique une encoche. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en bout d'un stator suivant l'invention - la figure 2 est une vue partielle de la figure 1 à plus grande échelle. En se référant à la figure 1, la carcasse 10 du stator est constituée d'un empilage de tôles prédécoupées 12 en matière ferromagnétique ayant globalement la forme d'un anneau circulaire. Dans l'exemple représenté, le stator comprend quatre pôles inducteurs identiques 14. Chaque pôle inducteur est constitué d'un shunt magnétique 16 prédécoupé avec la tôle 12 et formant une protubérance sur la périphérie intérieure de la carcasse 10. A chaque shunt magnétique 16 sont associés au moins deux aimants permanents 18, chaque aimant étant identique et ayant la forme d'un barreau de section rectangulaire. Ainsi qu'on peut le voir en particulier figure 2, les faces polaires intérieures 20 de chacun des aimants 18 sont tagentes à un cercle imaginaire 22 ayant son centre sur l'axe X de la carcasse 10. La face intérieure 24 du shunt magnétique est prédécoupée suivant le cercle imaginaire 22 précédemment décrit. Dans l'exemple représenté les aimants 18 sont fixés par collage sur la périphérie interne de la carcasse 10 et à cet effet chaque tôle 12 comprend deux méplats 26 raccordés par une rainure circulaire 28. Chaque shunt magnétique 16 est délimité circonférentiellement par une première face 30 opposée aux aimants 18 qui est prédécoupée suivant un axe diamétral de la carcasse 10 et par une seconde face 32 qui est perpendiculaire au méplat 26. La face 32 se raccorde au méplat 26 par une échancrure 34. Le fait que la face 32 du shunt magnétique soit perpendiculaire au méplat 26 permet à l'aimant 18 de section rectangulaire d'être parfaitement adjacent au shunt magnétique 16 et d'assurer ainsi au moteur un rendement optimal. Dans l'exemple représenté, les aimants étant collés, la rainure 28 et l'échancrure 34 permettent d'absorber l'excédent éventuel de colle. Les méplats 26 qui reçoivent les faces polaires extérieures des aimants 18 sont tangents à un cercle imaginaire 36 de rayon R concentrique au cercle imaginaire 22 et donc ayant également son centre sur l'axe X de la carcasse 10. La face 30 du shunt magnétique 16 d'un pôle inducteur se raccorde au premier méplat 26 du pôle inducteur suivant par une découpe circulaire 38 dont le rayon R1 est supérieur au rayon R du cercle imaginaire 36. L'évidement ainsi créé permet de faciliter la manutention des aimants 18 à l'intérieur de la carcasse 10. La périphérie extérieure 40 des tôles 12 présente, au droit de chacun des shunts magnétiques 16, une encoche 42. La périphérie extérieure 40 comporte également quatre méplats 44 équidistants angulairement au centre desquels un cordon de soudure permet l'assemblage des tôles 12 pour former la carcasse 10. Cet assemblage étant terminé, les encoches 42 coopèrent avec des nervures de forme complémentaire ménagées dans le capot du moteur (non représenté) de manière à immobiliser le stator ainsi constitué. On appréciera qu'un tel stator est particulièrement économique dans sa réalisation puisqu'il est constitué de tôles prédécoupées dont les formes spécifiques précédemment décrites permettent l'utilisation d'aimants plats dont la manutention et la mise en place sont aisées et dont la fabrication peut être réalisée sans surcoût avec une précision dimensionnelle satisfaisante. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée mais englobe toute variante que l'homme de l'art pourrait y apporter. En particulier, le nombre de pôles inducteurs ainsi que le nombre d'aimants pour chaque pôle peut être quelconque sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Stator de machine tournante électrique, notamment moteur électrique, avec des pôles inducteurs (14) à aimants permanents (18) disposés à l'intérieur d'une carcasse (10), caractérisé en ce que la carcasse (10) est constituée d'un empilage de tôles (12) prédécoupées comportant pour chaque pôle inducteur (14) un shunt magnétique (16) prédécoupé auquel il est associé au moins deux aimants permanents (18) ayant la forme d'un barreau de section rectangulaire. 2- Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants (18) sont fixés sur des méplats (26) tangents à un cercle imaginaire (36) dont le centre est l'axe (X) de la carcasse (10). 3- Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants (18) présentent des faces polaires intérieures (20) tangentes à un cercle imaginaire (22) dont le centre est l'axe (X) de la carcasse (10). 4- Stator selon la revendication 3, caractérisé en ce que le shunt magnétique (16) comporte une face intérieure (24) prédécoupée suivant le cercle imaginaire (22) des faces polaires intérieures (20). 5- Stator selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le shunt magnétique (16) est délimité circonférentiellement par une première face (30) prédécoupée suivant un axe diamétral de la carcasse (10) et une seconde face (32) prédécoupée perpendiculairement au méplat (26). 6- Stator selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde face (32) du shunt (16) est perpendiculaire au méplat (26) et se raccorde audit méplat (26) par une échancrure (34). 7- Stator selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque méplat (26) est raccordé à un autre méplat (26) par une rainure (28). 8- Stator selon la revendication 5, caractérisé en ce que la face (30) du shunt magnétique (16) d'un pôle inducteur (14) se raccorde au premier méplat (26) du pôle inducteur suivant par une découpe circulaire (38) de rayon (R1) supérieur au rayon (R) du cercle imaginaire (36) des méplats (26). 9- Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie extérieure (40) de la tôle (12) présente, au droit de chaque shunt magnétique (16), une encoche (42).