Brevet FR3004864A1 — publié le 20141024

La présente invention concerne un moteur électrique, en particulier un moteur monophasé. Ces moteurs monophasés sont par exemple utilisés pour déplacer des surfaces de vol dans un aéronef à com- mandes de vol électriques. Un tel moteur électrique comprend un stator définissant un nombre, au moins égal à deux, de paires de pôles et un rotor monté pour pivoter dans le stator. Le moteur comporte un circuit électrique définissant des bobi- nes identiques montées sur les pôles du stator pour for- mer les phases du moteur. Le moteur peut être agencé pour avoir un débattement limité. Le débattement souhaité du moteur conditionne le nombre de paires de pôles : si une paire de pôles suffit pour 180° de débattement maximal, il faut deux paires de pôles pour un débattement maximal de 900 et trois paires de pôles pour un débattement maximal de 60°. Pour des raisons de sécurité, notamment dans les applications aéronautiques, il est connu de relier à une même surface de vol au moins deux moteurs pourvus de leurs moyens de transmission de mouvement, les deux moteurs étant dimensionnés pour pouvoir chacun déplacer seul la surface de vol. Ainsi, en cas de défaillance d'un des moteurs, l'autre moteur peut déplacer la surface de vol. Cette solution est cependant relativement lourde et encombrante. Il a également été envisagé un actionneur ayant deux voire trois moteurs ayant un arbre de sortie commun. Trois stators sont alors montés le long de l'arbre, cha- cun en regard d'un tronçon de l'arbre qui est agencé pour former un rotor. Cette solution est moins lourde et moins encombrante tout en satisfaisant aux mêmes exigences de sécurité que la solution précédente. L'invention a pour but de fournir un moteur pré- sentant la même sécurité en cas de défaillance tout en étant encore moins lourd et moins encombrant. A cet effet, on prévoit, selon l'invention un moteur électrique comprenant un stator définissant un nombre N, au moins égal à deux, de paires de pôles et un ro- tor monté pour pivoter dans le stator. Le moteur comporte un nombre n de circuits électriques définissant chacun deux bobines montées sur des pôles du stator et les bobines de tous les circuits sont sensiblement identiques les unes aux autres. Le nombre n de circuits électriques est supérieur au nombre N de paires de pôles. Au moins un premier et un deuxième des circuits électriques sont montés sur une première des paires de pôles et un troisième des circuits électriques est monté sur une deuxième des paires de pôles. Ainsi, le moteur de l'invention comporte plu- sieurs circuits électriques permettant le pilotage du moteur de sorte que la défaillance d'un des circuits n'empêche pas le fonctionnement du moteur. L'agencement du moteur permet donc d'avoir une redondance des circuits électriques même pour des moteurs comportant un nombre de pôles relativement faible. Ceci est particulièrement intéressant pour les moteurs à débattement limité. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les bobines de chacun des premier et deuxiè- me circuits électriques sont montées sur des pôles diffé- rents de la première paire de pôles. Ainsi, si le premier ou le deuxième circuit électrique tombe en panne, il sera quand même possible de faire fournir au moteur le même couple sous réserve d'augmenter le courant d'alimentation du circuit électri- que restant. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les bobines de chacun des premier et deuxième circuits électriques sont montées sur un même pôle de la première paire de pôles. Ce mode de réalisation est plus simple que le premier. En revanche, si le premier ou le deuxième circuit électrique tombe en panne, il ne sera possible de faire fournir au moteur que la moitié du couple maximal que le moteur est capable de fournir quand les deux cir- cuits électriques sont opérationnels. Selon un mode de réalisation avantageux du sta- tor : - chaque pôle est formé d'une dent ayant une ex- trémité libre élargie. - le stator est formé de secteurs angulaires qui comportent chacun un des pôles et qui sont assemblés les uns aux autres Le bobinage peut alors être réalisé sur chaque secteur avant l'assemblage des secteurs les uns aux au- tres, ce qui simplifie la fabrication du stator. De préférence alors, le nombre N de paires de pôles est égal à deux et le stator a une section transversale ayant un contour externe de forme carrée. La forme carrée est avantageuse car elle laisse un espace relativement important pour les bobines. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limita- tifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique en perspective d'un moteur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique, en coupe selon le plan II de la figure 1, du moteur selon le premier mode de réalisation ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'un stator selon une variante de réalisation ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'un moteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. L'invention est ici décrite en relation avec un moteur électrique monophasé ayant un débattement limité par exemple à 700 . En référence aux figures 1 à 3, le moteur élec- trique comprend un stator 1 et un rotor 2 monté pour pi- voter dans le stator 1 autour d'un axe A. Le rotor 2 est connu en lui-même et, comme l'invention ne porte pas sur celui-ci, il ne sera pas décrit plus en détail par la suite. Le stator 1 a deux paires de dents 3 symétrique- ment opposées l'une à l'autre pour définir deux paires de pôles. Les dents 3 d'une paire s'étendent à 90° par rapport aux dents 3 de l'autre paire. Chaque dent a une extrémité libre élargie s'étendant en arc de cercle autour d'une portion du rotor 1. Le corps du stator 1 comprend de façon connue en elle-même des tôles qui sont accolées les unes aux autres selon l'axe A. Le corps du stator 1 a ici une section transversale à l'axe A ayant un contour externe de forme carrée. Le corps du stator 1 est formé de secteurs angu- laires qui comportent chacun une des dents 3 et qui sont assemblés les uns aux autres par un assemblage en queue droite. Le pas des queues sera de préférence de l'ordre d'une à deux tôles. L'assemblage à queues droites permet d'augmenter la surface de recouvrement et de rendre le moteur moins sensibles aux entrefers parasites. Le moteur comportant trois circuits électriques, généralement désignés en 10, définissant chacun deux bobines 11, 12 en série (les circuits électriques, et leurs bobines, sont différenciés les uns des autres par les chiffres 1, 2 et 3 qui suivent la référence 10, 11, 12 respectivement). Les bobines 11, 12 entourent chacune une des dents 3 et sont sensiblement identiques les unes aux autres. Un premier et un deuxième des circuits électri- ques 10, respectivement référencés 10.1, 10.2, sont mon- tés sur une des deux paires de dents 3 et un troisième des circuits électriques, référencé 10.3 est monté sur l'autre des paires de dents 3. La bobine 11.1 du premier circuit électrique 10.1 et la bobine 11.2 du deuxième circuit électrique 10.2 en- tourent l'une des dents 3 de la paire de dents 3 et la bobine 12.1 du premier circuit électrique 10.1 et la bobine 12.2 du deuxième circuit électrique 10.2 entourent l'autre des dents 3 de cette même paire de dents 3. Les bobines 11 et 12 de chacun des premier et deuxième cir- cuits électriques 10.1, 10.2 sont ainsi montées sur des pôles différents de la première paire de pôles. La bobine 11.3 et la bobine 12.3 du troisième circuit électrique 10.3 entourent chacune l'une des dents 3 de l'autre paire de dents 3. Les bobines sont enroulées autour des dents 3 avant l'assemblage des secteurs pour constituer le stator 1. Les bobines sont formées chacune d'un fil électriquement conducteur entouré d'un isolant et les bobines d'une même dent sont séparées l'une de l'autre par isolant et séparé du stator également par un isolant. L'isolant peut être formé d'un support annulaire ayant une section transversale en forme de C délimitant un logement périphérique recevant la bobine. On note que les bobines 11, 12 ont des portions s'étendant en saillie axiale du corps du stator 1. Lesdites portions en saillie sont recouvertes par un chapeau 15 (dont deux seuls sont visibles sur la figure 1). Les chapeaux 15, en matériau magnétique, sont agencés en vue de canaliser le flux de fuite. Ceci permet de faciliter le filtrage des courants à haute fréquence engendrés par la commande à découpage du moteur et d'isoler les bobines les unes des autres vis-à-vis de ces courants à haute fréquence. Dans la variante de la figure 4, le stator 1 est en deux parties, à savoir un corps interne tubulaire 1.1 comportant des dents 3 en saillie vers l'extérieur et une culasse tubulaire 1.2 entourant le corps interne tubulaire 1.1. Les éléments identiques ou analogues à ceux pré- cédemment décrits porteront la même référence numérique dans la description qui suit du deuxième mode de réalisation de l'invention. Le moteur de la figure 5 est identique à celui du premier mode de réalisation sauf en ce que les bobines 11, 12 de chacun des premier et deuxième circuits électriques 10.1, 10.2 sont montées sur un même pôle de la première paire de pôles. Plus précisément, les bobines 11.1, 12.1 du pre- mier circuit électrique 10.1 entourent une des dents 3 d'une des deux paires de dents et les bobines 11.2, 12.2 du deuxième circuit électrique 10.2 entourent l'autre des dents 3 de cette même paire de dents 3. Comme précédemment, la bobine 11.3 et la bobine 12.3 du troisième circuit électrique 10.3 entourent cha- cune l'une des dents 3 de l'autre paire de dents 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, le nombre n de circuits électriques et le nombre N de paires de pôles peuvent être différents de trois et deux. Le moteur peut ne pas comprendre de chapeaux. Le stator peut comprendre des portions de décou- plage s'étendant entre les bobines de dents adjacentes. Le stator peut avoir d'autres formes et par exemple une forme extérieure circulaire. REVENDICATIONS1. Moteur électrique comprenant un stator (1) définissant un nombre N, au moins égal à deux, de paires de pôles et un rotor (2) monté pour pivoter dans le stator, le moteur comportant un nombre n de circuits électriques (10) définissant chacun deux bobines (11, 12) montées sur des pôles du stator, les bobines de tous les circuits étant sensiblement identiques les unes aux autres, le nombre n de circuits électriques étant supérieur au nom- bre N de paires de pôles et au moins un premier et un deuxième des circuits électriques (10.1, 10.2) étant montés sur une première des paires de pôles et un troisième des circuits électriques (10.3) étant monté sur une deuxième des paires de pôles. 2. Moteur selon la revendication 1, dans lequel les bobines (11, 12) de chacun des premier et deuxième circuits électriques (10.1, 10.2) sont montées sur des pôles différents de la première paire de pôles. 3. Moteur selon la revendication 1, dans lequel les bobines (11, 12) de chacun des premier et deuxième circuits électriques (10.1, 10.2) sont montées sur un même pôle de la première paire de pôles. 4. Moteur selon la revendication 1, dans lequel chaque pôle est formé d'une dent (3) ayant une extrémité libre élargie. 5. Moteur selon la revendication 4, dans lequel le stator (1) est formé de secteurs angulaires qui comportent chacun un des pôles et qui sont assemblés les uns aux autres. 6. Moteur selon la revendication 5, dans lequel les secteurs angulaires sont reliés par un assemblage en queue droite. 7. Moteur selon la revendication 4, dans lequel le nombre N de paires de pôles est égal à deux et le sta-tor (1) a une section transversale ayant un contour externe de forme carrée. 8. Moteur selon la revendication 4, dans lequel le stator (1) est en deux parties, à savoir une partie 5 interne tubulaire (1.2) comportant les pôles et une culasse tubulaire (1.3) entourant la partie interne. 9. Moteur selon la revendication 1, dans lequel les bobines (11, 12) ont des portions s'étendant en saillie axiale du stator (1) et les portions en saillie sont 10 recouvertes par un chapeau (15) en matériau magnétique en vue de canaliser le flux de fuite.