Brevet FR2903246A1 — publié le 20080104

La présente invention concerne les moteurs électriques et plus particulièrement mais non exclusivement ceux destinés à être utilisés dans les compresseurs ayant comme réfrigérant le gaz ammoniac. L'avantage de ce gaz est de préserver l'environnement et de présenter un bon pouvoir calorifiant. Un inconvénient est qu'il attaque l'émail et certains métaux dont le cuivre, ce qui impose une construction particulière pour réaliser les bobinages du stator et les isoler. La demande de brevet européen EP 1 566 546 Al divulgue un compresseur à vis utilisant l'ammoniac. Cette demande mentionne qu'il est connu de réaliser les bobinages du moteur en aluminium de haute pureté avec un revêtement d'une résine fluorée qui est chimiquement stable dans l'ammoniac. Il est également mentionné dans cette demande qu'il est connu de réaliser des bobinages formés de fils de cuivre nickelés ou étamés qui sont immergés dans une huile de lubrification compatible avec l'ammoniac de façon à éviter un contact direct avec celui-ci. La demande de brevet européen EP 0 729 214 A2 divulgue un moteur destiné à fonctionner au contact de l'ammoniac, dans lequel l'isolation des bobines est obtenue par un revêtement d'une matière synthétique. La demande de brevet européen EP 0 710 807 A2 divulgue un compresseur fonctionnant avec de l'ammoniac, dans lequel les bobinages du stator sont réalisés en aluminium isolé avec du polytétrafluoroéthylène. L'invention vise à simplifier encore la fabrication des moteurs destinés à fonctionner au contact de l'ammoniac et à en accroître également la fiabilité. L'invention a aussi pour objet, selon l'un de ses aspects, un moteur électrique comportant un stator dont les bobinages sont réalisés au moins partiellement avec des fils d'aluminium revêtus d'une couche d'alumine. L'invention présente l'avantage que le transfert thermique peut être amélioré comparativement à l'emploi d'un fil gainé d'une matière synthétique, ce qui peut permettre d'améliorer les performances de la machine ou, à performances identiques, d'en diminuer le coût et/ou l'encombrement en diminuant la quantité de métal utilisé pour réaliser les bobinages. Les fils d'aluminium revêtus d'une couche d'alumine peuvent être réalisés par exemple par un procédé d'anodisation tel que divulgué dans la demande internationale 2903246 2 WO 98/21385, ce procédé d'anodisation pouvant comporter la formation à la surface du conducteur en aluminium d'une couche d'alumine. Celle-ci est un isolant électrique et peut former également une barrière chimique, tout en présentant une conductivité thermique relativement bonne. La couche d'alumine présente en outre une dureté relativement élevée 5 ce qui lui permet de supporter les contraintes d'enroulement. La couche d'alumine peut encore être réalisée par d'autres procédés que l'anodisation. Le stator peut être à bobinage concentré ou distribué. Le stator peut notamment être à bobinage concentré et réalisé par exemple 10 selon les enseignements du brevet européen EP 1 152 516 B I. Le rotor peut être à aimants permanents, lesquels peuvent être des aimants en surface ou des aimants enterrés entre des pièces polaires destinées à concentrer le flux des aimants, comme divulgué dans le brevet EP 1 152 516 B1 précité. L'alimentation du stator peut s'effectuer par des conducteurs électriques en 15 aluminium, pouvant avantageusement être revêtus d'une couche d'alumine. Selon un autre aspect de l'invention, les conducteurs électriques d'alimentation du stator sont disposés dans une pièce de maintien électriquement isolante, engagée dans une ouverture pratiquée dans l'enveloppe du stator. Un joint d'étanchéité peut s'interposer entre un épaulement de cette ouverture et la pièce de maintien. Cette dernière peut être 20 fixée sur l'enveloppe du stator par une bague de serrage du côté extérieur de l'enveloppe. Les conducteurs électriques disposés dans la pièce de maintien peuvent être des tiges en aluminium auxquelles sont connectés les fils venant du bobinage du stator. La connexion à ces tiges en aluminium peut s'effectuer, à l'extérieur de l'enveloppe du stator, par tous moyens, par exemple au moyen de cosses fixées sur les tiges. 25 Selon un autre aspect de l'invention, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, le moteur comporte au moins un capteur magnétique, par exemple à effet Hall, disposé de manière à détecter un champ magnétique tournant avec le rotor. Il peut s'agir par exemple du champ magnétique d'un aimant solidaire de l'arbre du rotor, voire du champ magnétique du circuit magnétique du rotor. 30 Le capteur magnétique peut être disposé dans un support en forme de doigt de gant qui s'étend à l'intérieur de l'enveloppe du moteur. Ce support peut être réalisé dans un matériau non magnétique et résistant chimiquement à l'atmosphère présente à l'intérieur 2903246 3 du moteur, notamment un matériau résistant à l'ammoniac. Le support en forme de doigt de gant est par exemple réalisé dans une matière synthétique, par exemple du polytétrafluoroéthylène, ou un métal, par exemple de l'acier inoxydable ou de l'aluminium. Le support peut comporter une collerette à une extrémité, venant en appui 5 contre un joint d'étanchéité s'interposant entre un épaulement de l'ouverture dans laquelle le support en forme de doigt de gant est inséré et la collerette. Le maintien du support en forme de doigt de gant dans l'ouverture correspondante de l'enveloppe du stator par exemple est assuré au moyen d'une bague de serrage. 10 L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente de manière schématique et partielle, en coupe axiale, un exemple de moteur réalisé conformément à l'invention, et 15 - la figure 2 représente en coupe axiale partielle et schématique un détail de réalisation du moteur. Le moteur électrique 1 représenté à la figure 1 de manière schématique et partielle comporte un stator 2 et un rotor 3 pouvant tourner autour d'un axe de rotation relativement au stator 2. 20 Ce moteur 1 est par exemple destiné à entraîner un compresseur fonctionnant avec de l'ammoniac comme fluide réfrigérant. Le stator 2 comporte une enveloppe 5 de stator et l'espace 4 intérieur à cette enveloppe 5 est susceptible d'être exposé à de l'ammoniac liquide ou à des vapeurs d'ammoniac. 25 Le stator 2 comporte un circuit magnétique 7 comportant des dents sur lesquelles sont montées des bobines 8 dans l'exemple considéré, le stator étant à bobinage concentré. Dans une variante non illustrée, le stator est à bobinage distribué. Le rotor 3 peut être à aimants permanents et peut comporter des pièces polaires 30 pour concentrer le flux des aimants. 2903246 4 Conformément à un aspect de l'invention, les bobines 8 sont réalisées avec des fils d'aluminium revêtus en surface d'un dépôt d'alumine. Les bobines 8 sont par exemple réalisées avec des fils en aluminium anodisé. L'alimentation des bobines du stator peut s'effectuer au moyen de tiges 5 conductrices 10 engagées dans une pièce de maintien 11 en un matériau isolant électrique, par exemple une céramique. Les tiges 10 sont reliées à une extrémité 12 aux conducteurs électriques des bobines et à l'extrémité opposée 13 peuvent comporter chacune un filetage 14 permettant de visser un écrou 16 de serrage d'une ou plusieurs cosses 18 reliées à une alimentation du 10 moteur, par exemple un variateur de vitesse. La pièce de maintien 11 traverse l'enveloppe 5 du stator 2 à la faveur d'une ouverture 20 qui est pourvue d'un épaulement 21 et la pièce de maintien 11 comporte une collerette 23 s'appliquant contre un joint d'étanchéité 22 porté par l'épaulement 11, de manière à assurer une traversée étanche. 15 La collerette 23 est maintenue en appui contre le joint 22 par une bague de serrage 26 qui est par exemple vissée dans un taraudage 30 de l'enveloppe 5. Les fils des bobines sont par exemple soudés aux extrémités 12 des tiges conductrices 10 mais pourraient encore être fixés autrement, par exemple par sertissage ou vissage. 20 Dans l'exemple considéré, le moteur 1 comporte un capteur magnétique 40 et le rotor 3 comporte un dispositif magnétique 41 tournant avec le rotor, de telle manière que le capteur 40 puisse transmettre au variateur de vitesse une information permettant de connaître par exemple la position et/ou la vitesse du rotor. Le capteur 40 comporte par exemple un capteur à effet Hall. 25 Le capteur 40 est engagé dans un support amagnétique 43 en forme de doigt de gant, qui traverse une ouverture 44 de l'enveloppe 5. Le support 43 présente, du côté de son extrémité extérieure, un rebord annulaire 45 qui se positionne en regard d'un épaulement 47 de l'ouverture 44 afin de permettre l'interposition d'un joint d'étanchéité 48 assurant un montage étanche du support 30 43 sur l'enveloppe 5. 2903246 5 Le support 45 peut être maintenu en appui contre le joint d'étanchéité 47 au moyen d'une bague de serrage 49 qui est par exemple vissée sur un taraudage 50 de l'enveloppe. Le dispositif magnétique 41 comporte par exemple au moins un aimant 5 permanent. En variante, le capteur 40 est agencé pour détecter le champ magnétique d'aimants ou de tôles magnétiques du rotor. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier, l'invention s'applique à tous types de moteurs et de 10 compresseurs. L'expression comportant un doit être comprise comme étant synonyme de comportant au moins un , sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique comportant un stator (2) dont les bobinages (8) sont réalisés au moins partiellement avec des fils d'aluminium revêtus d'une couche d'alumine. 2. Moteur selon la revendication 1, la couche d'alumine étant déposée au moyen d'un procédé d'anodisation. 3. Moteur selon l'une des revendications précédentes, le stator étant à bobinage concentré. 4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, le stator étant à bobinage distribué. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'alimentation du stator s'effectuant par des conducteurs électriques (10) en aluminium. 6. Moteur selon la revendication 5, les conducteurs (10) étant revêtus d'une couche d'alumine. 7. Moteur selon l'une des revendications 5 et 6, les conducteurs électriques (10) étant disposés dans une pièce de maintien engagée dans une ouverture (30) pratiquée dans l'enveloppe (5) du stator. 8. Moteur selon la revendication 7, un joint d'étanchéité étant interposé entre un épaulement (21) de cette ouverture (30) et la pièce de maintien. 9. Moteur selon la revendication 8, la pièce de maintien étant fixée sur l'enveloppe (5) par une bague de serrage (26) du côté extérieur de l'enveloppe. 10. Moteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, les conducteurs électriques (10) étant des tiges en aluminium auxquelles sont connectés les fils des bobinages du stator. 11. Moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins un capteur magnétique (40) disposé dans un support (43) en forme de doigt de gant s'étendant à l'intérieur du moteur. 12. Moteur selon la revendication précédente, le capteur magnétique (40) étant un capteur à effet Hall. 13. Moteur selon l'une des revendications 11 ou 12, le support (43) étant non magnétique. 2903246 7 14. Moteur selon une des revendications 11 à 13, le support (40) en forme de doigt de gant comportant une collerette (45) à une extrémité, venant en appui contre un joint d'étanchéité (48) s'interposant entre un épaulement (47) de l'ouverture (44) dans laquelle le support en forme de doigt de gant est inséré et la collerette (45). 5