Brevet FR2773649A1 — publié le 19990716

La présente invention a pour objet un moteur électrique à réluctance variable et débattement angulaire limité, comprenant un stator, un rotor solidaire d'un arbre de sortie, ainsi que des moyens électromagnétiques d'entraînement du rotor. Les moteurs électriques à débattement angulaire limité comportent habituellement des bobinages solénoïdaux multiples, logés dans des encoches du stator. La multiplicité des bobines et la nécessité de les loger dans les encoches du stator en rendent la fabrication délicate et onéreuse. D'autre part dans les moteurs connus, les aimants sont généralement montés sur le rotor, ce qui fait qu'ils subissent des chocs lorsque le rotor heurte des butées angulaires de limitation de débattement, avec corrélativement un risque de décollement des aimants. L'invention a pour but de proposer un moteur électrique agencé de manière à éliminer ces divers inconvénients. Conformément é l'invention, les moyens électromagnétiques d'entraînement du rotor comprennent un bobinage solénoïdal unique, monté dans le stator concentriquement à l'axe de rotation du rotor. Ainsi il n'est plus nécessaire de ménager des encoches dans le stator ni de disposer une multiplicité de bobinages, ce qui simplifie considérablement la fabrication du moteur et en diminue le coût. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va su ivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustre deux formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale axiale d'une première forme de réalisation du moteur électrique selon l'invention. La figure 2 est une vue en élévation en bout du moteur de la figure i. La figure 3 est une vue similaire à la figure 2 d'une seconde forme de réalisation du moteur selon l'invention. Le moteur électrique illustré aux figures 1 et 2 comprend un stator ou culasse statorique 1, un rotor ou culasse rotorique 2, disposé à l'intérieur du stator 1, solidaire d'un arbre de sortie 3 coaxial au stator cylindrique 1 et pourvu à ses extrémités de pièces polaires 2a. Le moteur comporte également un bobinage solénoïdal unique 4 monté à l'intérieur du stator 1 concentriquement à l'axe de rotation XX du rotor 2, et deux paires d'aimants 5 fixés à chaque extrémité du stator 1. Les aimants 5 de chaque paire ont des polarités Nord et Sud (N,S) juxtaposées. Au repos, sans passage de courant dans le solénoïde 4, les pièces polaires 2a sont naturellement positionnées en regard de l'intersection des deux aimants 5 de chaque paire, ces deux paires étant dans ce cas diamétralement opposées. Le solénoïde 4 est logé dans une carcasse amagnétique 6 sur laquelle il est bobiné, et qui est pourvue de moyens d'étanchéité avec le stator 1, tandis que le rotor 2 peut être immergé dans un fluide hydraulique. L'étanchéité entre la carcasse amagnétique 6 et le stator 1 peut être réalisée par exemple au moyen de deux joints statiques 7, logés dans des gorges formées aux extrémités de la carcasse amagnétique 6 et ouvertes sur la surface intérieure du stator. En variante, les joints statiques 7 peuvent être remplacés par d'autres moyens équivalents, par exemple des cordons de soudure liant la culasse statorique 1 et la carcasse 6. Ces moyens d'étanchéité 7 isolent le bobinage solénoïdal 4 du milieu ambiant du rotor 2 lorsque celui-ci est immergé dans un fluide hydraulique. Des fils 8 de raccordement du bobinage solénoïdal 4 à une source de courant électrique traversent la culasse statorique 1. Les aimants 5 de chaque paire de pôles sont disposés de sorte que les polarités d'aimantation N, S, soient en opposition sur un même plan radial de part et d'autre du solénoïde 4. Un courant électrique alimentant le bobinage 4 par les fils 8 crée un flux additionnel à celui des aimants 5. Ce flux additionnel traverse respectivement la culasse statorique 1, et les paires d'aimants 5. Il se referme par l'entrefer 10, les pièces polaires 2a et le rotor 2. L'agencement qui vient d'être décrit permet la réalisation d'une relation de proportionnalité du couple mécanique délivré par le rotor 2 avec l'intensité du courant électrique injecté dans la bobine 4, et ce sur un angle utile limité. En plus des avantages précités, ce moteur présente celui de pouvoir fonctionner convenablement avec son rotor 2 immergé dans un fluide hydraulique alors que son bobinage statorique 4 demeure au sec, c'est-à-dire isolé du milieu fluide, et ce sans mise en oeuvre d'un joint d'étanchéité de transmission cinématique ni de manchon d'étanchéité spécifique. Cet avantage est particulièrement intéressant dans les cas où le moteur doit transmettre un mouvement dans des milieux hydrauliques corrosifs, tels que les huiles utilisées en aéronautique civile. Dans la seconde forme de réalisation illustrée à la figure 3, le moteur comprend quatre paires d'aimants 9, 9' et 11, 11' constitués par des secteurs angulaires fixés à chaque extrémité du stator i autour de quatre pièces polaires 13, 13' et 14,14' fixées à chaque extrémité du rotor 2. Les deux paires d'aimants 9, 9' sont diamétralement opposées ainsi que les deux paires d'aimants 11, 11'. Ces quatre paires d'aimants sont disposées angulairement en regard des pièces polaires correspondantes 13, 13', 14, 14' du rotor2. Les polarités d'aimantation des aimants 9, 9' et 11, li' sont en opposition sur un même plan radial par rapport à ceux de l'extrémité opposée comme dans la réalisation précédente. Dans les deux modes de réalisation décrits, le fait que les aimants soient fixés au stator, et non au rotor, évite tout risque de décollement de ceux-ci à la suite des chocs répétés que subit le rotor lorsqu'il heurte ses butées angulaires (non représentées). Diverses variantes de réalisation sont possibles par exemple à chaque extrémité du rotor 2, le nombre de paires de pôles, donc d'aimants, et de pièces polaires correspondantes, peut être réduit à un ou être quelconque, sous réserve que ce nombre soit le même pour les deux extrémités du rotor. En outre, les aimants peuvent être réalisés au moyen d'une couronne d'aimants monolithique pour chaque extrémité, avec une alternance de secteurs polarisés N.S. correspondant au nombre de pièces polaires. REVENDICATIONS 1 .Moteur électrique à débattement angulaire limité, comprenant un stator (1), un rotor (2) solidaire d'un arbre (3) de sortie ainsi que des moyens électromagnétiques d'entraînement du rotor, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un bobinage solénoïdal unique (4), monté dans le stator concentriquement à l'axe de rotation (XX) du rotor. 2.Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux paires d'aimants (5, 5'; 9, 9'...) fixés à chaque extrémité du stator (1), et s'étendant dans des plans radiaux en regard de pièces polaires (2a; 13,13'...) du rotor (2). 3. Moteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bobine solénoïdale (4) est logée dans une carcasse amagnétique (6) pourvue de moyens d'étanchéité avec le stator (1), et le rotor (2) est immergé dans un fluide hydraulique. 4.Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité consistent en des joints statiques (7) ou des cordons de soudure agencés aux extrémités opposées de la carcasse amagnétique (6). 5. Moteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aimants de chaque extrémité du rotor (2) sont réalisés dans une couronne monolithique présentant une alternance de secteurs polarisés.