Brevet FR2743957A1 — publié le 19970725

La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques pas à pas. La présente invention trouve notamment application dans la réalisation de tableaux de bord, en particulier de montres à aiguilles pour tableaux de bord. On a illustré sur la figure 1 annexée, la structure classique d'un moteur électrique pas à pas comprenant: - un circuit magnétique principal 10 en forme de boucle ouverte, formé par exemple d'un empilement de toles magnétiques, définissant une chambre de rotor 12 entre les deux poles 14, 16 de ce circuit, - une bobine 20 placée sur le circuit principal 10, - un rotor 30 à aimantation radiale monté à rotation dans ladite chambre 12, entre les deux poles 14, 16 du circuit principal 10, le rotor 30 comprenant typiquement un aimant bipolaire, comme schématisé sur la figure 1, et - un circuit magnétique secondaire 40 placé au niveau de la chambre de rotor 12 pour imposer, au repos, au rotor 30, une position non symétrique par rapport aux poles 14, 16 du circuit principal 10. Généralement, le circuit secondaire 40 est constitué d'un anneau 42 comprenant deux dents ou poles radialement internes 44, 46, diamétralement opposés, qui entoure le rotor 30. Ainsi, au repos, les poles du rotor 30 s'alignent sur les poles 44, 46 du circuit secondaire 40. Le rotor 30 ainsi positionné par son couple de détente peut démarrer avec un couple optimum. Le bobinage 20 reçoit des séquences d'impulsions de commande de polarités alternées comme illustré sur la figure 2. Ainsi, par rapport à la position de repos illustrée sur la figure 1, pour faire démarrer le moteur, le bobinage 20 reçoit tout d'abord une impulsion de polarité définie pour imposer un pole sud sur le pole 16 du circuit principal 10 et un pole nord sur le pole 14 de ce même circuit principal 10. L'impulsion précitée est ensuite interrompue de sorte que grâce à son inertie et à l'attraction des poles 44, 46 le rotor 30 tend à s'aligner sur ces derniers, puis une impulsion de polarité opposée est appliquée sur le bobinage 20 pour définir un pole sud sur le pole 14 du circuit principal et un pole nord sur le pole 16 de ce dernier. Ainsi la séquence d'impulsions illustrée sur la figure 2 permet d'entrainer le rotor 30 toujours dans le même sens, correspondant au sens des aiguilles d'une montre, selon l'illustration de la figure 2. Cependant, dans certaines applications, il est nécessaire de permettre un entraînement du moteur alternativement dans un sens ou dans l'autre. Diverses solutions électrotechniques peuvent être proposées à cette fin : on peut par exemple réaliser un moteur à deux bobines sur le circuit magnétique principal 10, ou encore on peut modifier mécaniquement la position du circuit magnétique secondaire 40 pour déplacer les poles 44, 46 respectivement de part et d'autre du plan de symétrie défini par les poles 14, 16 du circuit magnétique principal 10. Ces solutions connues ne donnent cependant pas totalement satisfaction. Elles sont en effet relativement complexes. La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les moteurs électriques pas à pas pour permettre sélectivement une rotation dans un sens ou dans l'autre. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grace à un moteur électrique pas à pas du type décrit précédemment dans lequel il est prévu en outre un moyen de détection de la force électromotrice générée dans la bobine, apte à détecter l'alignement du rotor sur les poles du circuit magnétique principal et pour commander l'application d'impulsions d'entrainement après franchissement de cette position d'alignement. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement un moteur électrique pas à pas conforme à l'état de la technique, - la figure 2 illustre les impulsions de commande appliquées à un tel moteur pas à pas, - la figure 3 illustre schématiquement un moteur électrique pas à pas conforme à la présente invention, et - la figure 4a illustre schématiquement l'allure des impulsions de commande conforme à la présente invention et de la force électromotrice détectée dans la bobine et résultant du flux qui traverse celle-ci, tandis que la figure 4b sous jacente représente les positions correspondantes du rotor. On retrouve sur la figure 3 annexée qui représente un moteur électrique pas à pas conforme à la présente invention, un circuit magnétique principal 10, une bobine 20, un rotor 30 et un circuit magnétique secondaire 40 conformes aux dispositions décrites précédemment en regard de la figure 1. Cependant, conformément à la présente invention, comme mentionné précédemment, il est prévu des moyens 50 aptes à détecter la force électromotrice générée dans la bobine 20 par le flux. Plus précisément encore, ces moyens 50 sont adaptés pour détecter l'instant d'annulation de cette force électromotrice générée dans la bobine 20. Cet instant coïncide avec l'alignement du rotor 30 sur les poles 14, 16 du circuit principal 10. Les moyens 50 sont conçus pour appliquer les impulsions de polarités alternées, consécutives à l'impulsion de démarrage, après franchissement de cette position d'alignement sous l'effet de l'inertie du rotor 30. Pour entrainer le moteur illustré sur la figure 3 dans un sens normal (correspondant au sens des aiguilles d'une montre), la première impulsion de démarrage appliquée au bobinage 20 est adaptée pour déplacer les poles du rotor 30 vers les poles complémentaires du circuit magnétique principal 10 les plus éloignés. En d'autres termes, I'impulsion de démarrage appliquée à la bobine 20 est conçue pour générer un pole sud sur le pole 16 et un pole nord sur le pole 14 du circuit magnétique principal 10. Au contraire, pour entraîner le rotor 30 dans le sens inverse (soit le sens contraire des aiguilles d'une montre), I'impulsion de démarrage référencée 1 sur la figure 4a est adaptée pour déplacer les poles du rotor 30 vers les poles les plus proches du circuit magnétique principal 10. En d'autres termes, comme illustré sur la figure 4b, la première impulsion 1 est adaptée pour générer un pole sud sur le pole 14 et un pole nord sur le pole 16 du circuit magnétique principal 10. Après l'application de cette impulsion de démarrage 1, les moyens 50 analysent la force électromotrice F générée dans la bobine 20. Comme illustré en F0 sur la figure 4a, cette force électromotrice F s'annule lorsque le rotor 30 est aligné sur les poles 14, 16 du circuit principal 10. Les moyens 50 sont conçus pour appliquer la seconde impulsion 2, de polarité opposée à l'impulsion 1 après franchissement de cette position d'alignement sous l'effet de l'inertie du rotor 30. En d'autres termes, la seconde impulsion 2 est conçue pour générer un pole nord sur le pole 14 et un pole sud sur le pole 16 du circuit magnétique principal 10. Par la suite, les moyens 50 appliquent successivement des impulsions de type 1 et des impulsions de type 2 après franchissement de la position d'alignement du rotor grâce aux moyens 50 comme indiqué précédemment, si l'on souhaite maintenir une rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique pas à pas du type connu comprenant: - un circuit magnétique principal (10) en forme de boucle ouverte définissant une chambre de rotor (12) entre deux poles (14, 16) de ce circuit, - une bobine (20) placée sur le circuit principal (10), - un rotor (30) à aimantation radiale montée à rotation dans ladite chambre (12) entre deux poles (14, 16) du circuit principal (10), - un circuit magnétique secondaire (40) placé au niveau de la chambre du rotor (12) pour imposer, au repos, au rotor (30), une position non symétrique par rapport aux poles (14, 16) du circuit principal (10), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (50) de détection de la force électromotrice (F) générée dans la bobine (20), aptes à détecter l'alignement du rotor (30) sur les poles (14, 16) du circuit principal (10) et à commander l'application d'impulsions sur la bobine (20) après franchissement de la position d'alignement du rotor sur les poles (14, 16) du circuit principal (10). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de détection et de commande (50) sont adaptés pour appliquer sur la bobine (20) une impulsion de démarrage apte à entraîner les poles du rotor (30) vers les poles (14, 16) du circuit principal (10) les plus proches, suivie d'impulsions de polarités alternées. 3. Moteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de détection et de commande (50) sont adaptés pour appliquer à la bobine (20) une impulsion de démarrage apte à entraîner les poles du rotor (30) vers les poles (14, 16) du circuit principal (10) les plus éloignés, suivie d'impulsions de commande de polarités alternées pour un entraînement en sens normal.