Brevet FR2735919A1 — publié le 19961227

DISPOSITIF D'ALIMENTATION D'UN MOTEUR A RELUCTANCE VARIABLE La présente invention se rapporte à un circuit de branchement d'un moteur à réluctance variable du type à variation d'inductance mutuelle comportant un stator à structure ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants diamétralement opposés et comportant des bobinages formant des inducteurs constituant une pluralité de phases du moteur, ainsi qu'un rotor en matériau ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants, lesdites phases étant reliées à une source de courant continu ou redressé via ledit circuit de branchement qui comprend à cet effet, un étage de commutation destiné à alimenter les phases du moteur selon des séquences préétablies, et piloté par un moyen de commande de commutation. Les circuits de branchement équipant les moteurs à réluctance variable à variation d'inductance mutuelle connus sont de construction complexe et nécessitent un nombre élevé de composants électroniques pour réaliser la commande de commutation des différentes phases de tels moteurs. Ceci contribue à l'augmentation du temps et du coût de leur fabrication et constitue un inconvénient à leur utilisation dans des petits appareils électroménagers destinés à être fabriqués en grande série. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients grâce à un circuit de branchement de construction simple. Selon l'invention, l'une au moins des phases du moteur est branchée entre la source de courant et l'étage de commutation de manière à être traversée par un courant unidirectionnel. Grâce à l'invention, on réduit le nombre de phases à commuter lors du fonctionnement du moteur et par conséquent le nombre de composants électroniques nécessaires pour réaliser cette commutation. Il en résulte une simplification notable de la structure et du fonctionnement du circuit de branchement ainsi qu'une réduction du temps et du coût de fabrication dudit moteur. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le bobinage formant ladite phase branchée entre la source de courant et l'étage de commutation constitue un filtre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un schéma électrique d'un circuit de branchement selon l'invention - la figure 2 représente un schéma de principe d'un moteur à réluctance variable à variation d'inductance mutuelle susceptible d'être alimenté via un circuit de branchement selon l'invention. Le schéma électrique de la figure 1 représente un circuit de branchement d'un moteur 1 à réluctance variable à variation d'inductance mutuelle dont le schéma de principe est représenté à la figure 2. Ledit moteur comporte un stator 2 à structure ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants 4 diamétralement opposés et comportant des bobinages 6 formant des inducteurs constituant une pluralité de phases 8;10, ainsi qu'un rotor 12 en matériau ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants 14. Lesdites phases 8;10 sont reliées à une source de courant 16 continu ou redressé via ledit circuit de branchement qui comprend à cet effet un étage de commutation 18 destiné à alimenter selon des séquences préétablies les phases du moteur 1, et piloté par un moyen de commande de commutation 20. Selon l'invention, l'une 8 au moins des phases du moteur 1 est branchée entre ladite source de courant 16 et l'étage de commutation 18 de manière à être traversée par un courant unidirectionnel. Comme on peut le voir sur la figure 1, représentant un mode de réalisation préféré de l'invention et dans lequel la phase 8 est montée en série avec l'une au moins des autres phases du moteur 1, une première borne 22 de la phase 8 est reliée à une première borne 24 de la source de tension 16 et une deuxième borne 26 de la phase 8 est reliée à une première borne 28 de l'étage de commutation 18 tandis qu'une deuxième borne 30 dudit étage de commutation 18 est reliée à une deuxième borne 32 de la source de courant 16. Ladite source de courant 16 peut être constituée soit par un générateur électrique délivrant à ces bornes 24 et 32 un courant continu, soit par le réseau alternatif public alimentant le circuit de branchement du moteur 1 à travers un étage de redressement non représenté. Comme on peut le voir sur la figure 1, ledit étage de commutation 18 comporte un condensateur 34 monté en parallèle avec un pont en H comportant une première branche latérale 36 comprenant deux interrupteurs électroniques 38 et 40 montés respectivement en parallèle avec une diode 42 et une diode 44, une deuxième branche latérale 46 comprenant deux interrupteurs électroniques 48 et 50 montés respectivement en parallèle avec une diode 52 et une diode 54, une troisième branche transversale 56 comprenant ladite phase 10 dont une première borne 58 est reliée à un point milieu 60 de ladite première branche latérale 36 et dont une deuxième borne 62 est reliée à un point milieu 64 de ladite deuxième branche latérale 46. Ledit étage de commutation 18 permettant de réaliser la commutation d'au moins ladite phase 10. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le bobinage constituant la phase 8 constitue un filtre. De manière à obtenir un meilleur filtrage, la phase 8 associée au condensateur 34 constitue un moyen de filtrage des perturbations susceptibles d'être générées par la commutation de la phase 10 permettant ainsi de respecter les normes internationales en vigueur telles que les normes EN-60555-2 et CEI 1000-3-2 ainsi que leurs évolutions à venir EN-61000-3-3 et CEI 1000-3-3. Le fonctionnement du circuit de branchement selon l'invention est régi par le moyen de commande 20 qui peut être un dispositif programmable tel qu'un microcontrôleur qui pilote la commutation en diagonale des interrupteurs électroniques 38, 40, 48 et 50. Ces interrupteurs électroniques peuvent être des transistors commandés aussi bien à l'ouverture qu'à la fermeture. La commande desdits interrupteurs électroniques comporte une première étape au cours de laquelle les interrupteurs 38 et 50 sont fermés suite à un signal de commutation émis par le moyen de commande 20, le courant délivré par la source 16 traverse alors la bobine 8, puis la bobine 10 de la borne 58 vers la borne 62. Lors de l'étape suivante, le moyen de commande 20 envoie un signal qui provoque d'une part l'ouverture des interrupteurs 38 et 50 et d'autre part la fermeture des interrupteurs électroniques 40 et 48.Les diodes 44 et 52 permettent d'évacuer l'énergie accumulée dans la phase 10 lors de la première étape avant l'inversion du sens de circulation du courant dans ladite phase 10. Lorsque les interrupteurs 40 et 48 sont commandés à l'ouverture, l'énergie emmagasinée dans la phase 10 est évacuée via les diodes 42 et 54 vers le condensateur 34 dont la capacité a une valeur telle qu'il soit complètement déchargé avant la commutation suivante. Préférentiellement, la capacité dudit condensateur est approximativement de 20if. Sa charge commencera alors avec une tension initiale nulle, ce qui limitera la tension maximum à ses bornes. Notons qu'au cours du fonctionnement du moteur 1, la phase 8 est parcourue par un courant unidirectionnel de valeur constante.Comme cela a été dit précédemment, la commande des commutations successives de la phase 10 se fait selon des séquences préétablies. Ces séquences peuvent également être générées par des capteurs de position agencés sur le stator et délivrant des signaux de commutation aux différents interrupteurs électroniques en fonction de la position angulaire du rotor. L'invention s'applique à un moteur à réluctance variable du type à variation d'inductance mutuelle telle que celui schématisé à la figure 2, dont le stator 2 est circulaire et comporte quatre pôles saillants 4 diamétralement opposés deux à deux et dont le nombre de phase est deux. Elle peut également s'appliquer aux moteurs du même type qui possèdent un nombre paire de dents statoriques et un nombre de phases supérieur à deux, par exemple des moteurs à structures 6/4, 6/8 ou 8/6. Dans ce cas, l'étage de commutation 18 comportera autant de pont en H, tel que celui représenté sur la figure 1, que de phases à commuter. Grâce à la structure du circuit de branchement selon l'invention, la fabrication et le fonctionnement des moteurs à réluctance variables du type à variation d'inductance mutuelle sont simplifiées et le coût de fabrication de tels moteurs est notablement réduit. REVENDICATIONS 1. Circuit de branchement d'un moteur à réluctance variable du type à variation d'inductance mutuelle comportant un stator (2) à structure ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants (4) diamétralement opposés et comportant des bobinages (6) formant des inducteurs constituant une pluralité de phases (8,10) du moteur (1), ainsi qu'un rotor (12) en matériau ferromagnétique ayant une pluralité de pôles saillants (14), lesdites phases étant reliées à une source de courant (16) continu ou redressé via ledit circuit de branchement qui comprend à cet effet, un étage de commutation (18) destiné à alimenter les phases du moteur (1) selon des séquences préétablies, et piloté par un moyen de commande de commutation (20), caractérisé en ce que l'une (8) au moins des phases du moteur est branchée entre ladite source de courant (16) et l'étage de commutation (18) de manière à être traversée par un courant unidirectionnel. 2. Circuit de branchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase (8) est montée en série avec l'une au moins des autres phases du moteur (1). 3. Circuit de branchement selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que l'étage de commutation (18) comporte un condensateur (34) monté en parallèle avec un pont en H comportant une première branche latérale (36) comprenant deux interrupteurs électroniques (38) et (40) montés respectivement en parallèle avec une diode (42) et une diode (44), une deuxième branche latérale (46) comprenant deux interrupteurs électroniques (48) et (50) montés respectivement en parallèle avec une diode (52) et une diode (54), une troisième branche transversale (56) comprenant ladite phase (10) dont une première borne (58) est reliée à un point milieu (60) de ladite première branche latérale (36) et une deuxième borne (62) est reliée à un point milieu (64) de ladite deuxième branche latérale (46) ; ledit étage de commutation (18) permettant de réaliser la commutation d'au moins ladite phase (10). 4. Circuit de branchement selon les revendications 1 à 3, caractérise en ce que le bobinage formant ladite phase 8 constitue un filtre. 5. Circuit de branchement selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bobinage constituant la phase (8) associée au condensateur (34) constitue un moyen de filtrage des perturbations susceptibles d'être générées par la commutation de la phase (10). 5. Circuit de branchement selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de commande de commutation (20) est un microcontrôleur. 6. Moteur (1) à réluctance variable du type à variation d'inductance mutuelle relié à la source de courant (16) par un circuit de branchement selon la revendication 1, caractérise en ce que le stator (2) est circulaire et comporte quatre pôles saillants (4) diamétralement opposés deux à deux, et les phases sont au nombre de deux.