Brevet FR3042077A1 — publié le 20170407

L'invention concerne le domaine des moteurs électriques tels que ceux équipant des actionneurs électromé- caniques utilisés dans les aéronefs ou autres véhicules. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On trouve de nombreux actionneurs électroméca- niques dans les aéronefs modernes, utilisés dans des applications variées : commandes de vol, freinage des roues, entraînement en rotation des roues, etc. Les actionneurs électromécaniques comportent un organe d'actionnement et un moteur électrique adapté à entraîner l'organe d'actionnement. La conception d'un moteur électrique d'un actionneur électromécanique doit répondre à des spécifications au niveau « équipement » et au niveau « système ». Ces spécifications, qui dépendent de l'application dans la- quelle est utilisé le moteur électrique, déclinent de nombreuses et contraignantes exigences qui impactent la fabrication du moteur électrique. Parmi ces exigences, on trouve en particulier des exigences d'intégration (par exemple des exigences rela- tives au volume du moteur électrique ou à l'intégration de composants électriques d'alimentation ou de surveillance dans le moteur électrique), des exigences d'architecture (par exemple une exigence de redondance qui conduit à munir le moteur électrique de deux bobi- nages distincts), des exigences en matière de robustesse mécanique (par exemple une exigence de résistance aux chocs, aux vibrations), etc. Le moteur électrique doit être conforme à l'ensemble de ces exigences, ce qui rend sa fabrication relativement complexe. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un moteur électrique susceptible d'être équipé de composants électriques et 3042077 2 qui soit robuste, compact et relativement simple à fabriquer. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un 5 moteur électrique comportant un rotor et un stator, le stator comprenant un corps formant carcasse et un ensemble de bobinage reçu dans des encoches du corps. Selon l'invention, le moteur électrique comprend au moins une tige utilisée pour lier entre elles au moins deux parties 10 assemblées fixes du moteur électrique, la tige s'étendant dans un logement ménagé dans le corps sur toute sa longueur pour déboucher de part et d'autre du corps. L'utilisation de la tige positionnée dans le logement ménagé sur toute la longueur du corps permet un 15 assemblage simple et robuste du moteur électrique. Cet assemblage est particulièrement adapté pour fixer au corps une carte électrique positionnée sur une face du corps du stator du moteur électrique. D'autres caractéristiques et avantages de 20 l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier, non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés parmi 25 lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue analogue à celle de 30 la figure 1, dans laquelle une partie centrale d'une carte électrique du moteur électrique n'est pas représentée pour rendre apparent l'intérieur d'un stator du moteur électrique ; 3042077 3 - la figure 3 est une vue éclatée du moteur électrique de l'invention selon le premier mode de réalisation ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un 5 moteur électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, dans laquelle une partie centrale d'une carte électrique du moteur électrique n'est pas repré- 10 sentée pour rendre apparent l'intérieur d'un stator du moteur électrique ; - la figure 6 représente une portion d'un segment radial utilisé pour fabriquer un corps du stator du moteur électrique selon le deuxième mode de réalisa- 15 tion de l'invention ; - la figure 7 représente le corps du stator du moteur électrique selon le deuxième mode de réalisation de l'invention préalablement à son assemblage. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 20 En référence aux figures 1 à 3, le moteur élec- trique 1, selon le premier mode de réalisation de l'invention, comporte un carter de forme extérieure générale cylindrique (non représenté) à l'intérieur duquel sont intégrés un stator fixe 2 et un rotor (non représen- 25 té) entraîné en rotation autour d'un axe X. Le stator 2 comporte un corps 3, un premier ensemble de bobinage 4 et un deuxième ensemble de bobinage 5 distinct et magnétiquement découplé du premier ensemble de bobinage 4. 30 Le corps 3 du stator 2 a une forme générale tubu- laire avec une surface interne sensiblement cylindrique pour accueillir le rotor et une surface externe sensiblement cylindrique. Le corps 3 est constitué d'une pluralité de tôles formant une carcasse et empilées selon une direction axiale (en l'occurrence, selon l'axe X). 3042077 4 Le corps 3 du stator 2 est en une seule pièce dans ce mode de réalisation et comprend une pluralité de secteurs radiaux 6 qui sont répartis régulièrement sur la circonférence du corps 3 du stator 2 et qui s'étendent 5 sur toute la longueur du corps 3 du stator 2. Chaque secteur radial 6 comporte une nervure radiale interne dont la surface terminale forme une portion longitudinale de la surface interne du corps 3 et une nervure radiale externe 7 dont la surface terminale forme 10 la surface externe du corps 3. Les nervures radiales internes des secteurs radiaux 6 délimitent entre elles des encoches 8 ouvertes à leurs extrémités et vers l'intérieur du corps 3. Des logements 9 sont ménagés dans le corps 3 à la 15 périphérie du corps 3 et sur toute sa longueur parallèle- ment à l'axe central du corps 3 pour déboucher de part et d'autre du corps 3. Chaque logement 9 est positionné au niveau d'un secteur radial 6 et est ménagé entre la surface interne du corps 3 et la surface externe du corps 3 20 partiellement à l'intérieur de la nervure 7 du secteur radial 6 concerné. Le premier ensemble de bobinage 4 et le deuxième ensemble de bobinage 5 sont reçus dans les encoches 8 du corps 3 du stator 2. 25 Le moteur électrique 1 comporte de plus une pre- mière carte électrique 11 comprenant des premiers composants électriques 12 et une deuxième carte électrique 13 comprenant des deuxièmes composants électriques. Les premiers composants électriques 12, tout 30 comme les deuxièmes composants électriques 13, comportent des capteurs à effet Hall destinés à mesurer la position du rotor pour piloter le moteur électrique 1. On obtient ainsi une architecture redondante (« full duplex ») : le moteur électrique 1 peut être pi- 35 loté et donc fonctionner malgré une panne survenant sur 3042077 5 la première carte électrique 11 ou sur la deuxième carte électrique 13, ou impactant le premier ensemble de bobinage 4 ou le deuxième ensemble de bobinage 5. La première carte électrique 11 et la deuxième 5 carte électrique 13 sont des cartes électriques de forme annulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur du corps 3 du stator 2 (incluant la hauteur des nervures 7). La première carte électrique 11 et la deuxième carte électrique 13 sont po- 10 sitionnées chacune sur une face différente du corps 3 en étant montées parallèlement à ladite face et posée contre des chignons 15 du premier ensemble de bobinage 4 et du deuxième ensemble de bobinage 5. Le corps 3 du stator 2, la première carte élec- 15 trique 11 et la deuxième carte électrique 13 sont assem- blés grâce à des tiges 16 (ici quatre tiges) qui s'étendent dans quatre logements 9 régulièrement répartis sur la circonférence du corps 3 du stator 2. La longueur de chaque tige 16 est supérieure à 20 celle du corps 3 du stator 2. Ainsi, une première extré- mité de chaque tige 16 débouche du logement 9 dans lequel elle est positionnée et s'étend depuis la face concernée du corps 3 du stator 2 jusqu'à la première carte électrique 11 en longeant les chignons 15, puis s'étend au 25 travers d'un trou de fixation 17 ménagé dans la première carte électrique 11. De même, une deuxième extrémité de chaque tige 16 débouche du logement 9 dans lequel elle est positionnée et s'étend depuis la face concernée du corps 3 du stator 2 jusqu'à la deuxième carte électrique 30 13 en longeant des chignons 15, puis s'étend au travers d'un trou de fixation 18 ménagé dans la deuxième carte électrique 13. La première carte électrique 11 et la deuxième carte électrique 13 sont fixées à chaque tige 16 grâce à 35 un écrou 19. 3042077 6 Une entretoise 20 et une douille 21 s'étendent autour de la première extrémité de chaque tige 16 entre la face concernée du corps 3 du stator 2 et la première carte électrique 11. 5 De même, une entretoise 20 et une douille 21 s'étendent autour de la deuxième extrémité de chaque tige 16 entre la face concernée du corps 3 du stator 2 et la deuxième carte électrique 13. On note que les tiges 16 sont creuses, et que des 10 câbles électriques cheminent à l'intérieur des tiges 16 pour alimenter la première carte électrique 11 et la deuxième carte électrique 13. On réalise ainsi un assemblage simple et robuste du corps 3 du stator 2, de la première carte électrique 15 11 et de la deuxième carte électrique 13. On note qu'une cinquième tige 23, plus courte que les tiges 16, s'étend dans un cinquième logement 9. Cette cinquième tige 23 présente deux extrémités qui chacune débouche sur une face différente du corps 3 du stator 2. 20 La cinquième tige 23 est utilisée pour fixer au corps 3 deux ergots d'anti-rotation 25 destinés à solidariser en rotation le corps 3 du stator 2 et le carter du moteur électrique 1. Chaque ergot 25 comporte une partie courante 26 de section semi-circulaire ayant une surface 25 plate disposée sur une partie de la longueur d'une ner- vure 7 d'un secteur radial 6, et une base 27 percée d'un trou de fixation. La partie courante 26 réalise la fonction d'anti-rotation. Le trou de fixation de la base 27 permet de fixer l'ergot 25 au corps 3 du stator 2 grâce à 30 la cinquième tige 23 qui s'étend au travers du trou de fixation, et grâce à un écrou 28. En référence aux figures 4 à 7, le moteur élec- trique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention 40 comporte un stator 31 comprenant un corps 35 creux 30 de forme extérieure cylindrique. 3042077 7 Le corps 30 est constitué d'une pluralité de tôles formant une carcasse et empilées selon une direction axiale (en l'occurrence, selon l'axe X). Dans le deuxième mode de réalisation de 5 l'invention, le corps 30 du stator 31 du moteur élec- trique 40 est constitué de l'assemblage de segments radiaux distincts 32 s'étendant sur toute la longueur du corps 30. Chaque segment radial 32 comporte une base 33 définissant un secteur circulaire et une partie courante 10 34. Une rainure 35 et une nervure 36 sont formées sur la base 33 de chaque segment radial 32. Les segments radiaux 32 sont assemblés grâce à la rainure 35 et à la nervure 36 de la base 33 de chaque segment radial 32 pour former le corps 30 du stator 31. 15 Lorsque les segments radiaux 32 sont assemblés, les secteurs circulaires des bases 33 définissent la forme extérieure cylindrique du corps 30 du stator 31 et les parties courantes 34 s'étendent radialement vers l'intérieur du corps 30 du stator 31 et forment des en- 20 coches dans lesquelles sont reçus un premier ensemble de bobinage 43 et un deuxième ensemble de bobinage 37. Le moteur électrique 40 comporte de plus une pre- mière carte électrique 38 et une deuxième carte électrique 39 ayant le même rôle que dans le premier mode de 25 réalisation de l'invention. L'assemblage du moteur 40 est similaire à celui du premier mode de réalisation, si ce n'est que le moteur électrique 40 selon le deuxième mode de réalisation comporte en outre deux couronnes de fixation 41 plates annulaires positionnées chacune contre une 30 face différente du corps 30 du stator 31. Les couronnes de fixation 41 solidarisent entre eux les segments radiaux distincts 32. Les couronnes de fixation 41 sont traversées par les quatre tiges utilisées pour assembler le corps 30, la première carte électrique 38 et la deu- 35 xième carte électrique 39, et sont fixées axialement 3042077 8 grâce aux entretoises 42 qui s'étendent entre chaque carte électrique 38, 39 et la face du corps 30 du stator 31 sur laquelle elle est positionnée. Dans un troisième mode de réalisation de 5 l'invention, le corps du stator est constitué d'une plu- ralité de tôles formant une carcasse et empilées selon une direction axiale (en l'occurrence, selon l'axe X). Chaque tôle comporte des trous de fixation. Lorsque les tôles sont empilées, les trous de fixations sont 10 positionnés au regard les uns des autres de manière à former des logements qui s'étendent sur toute la longueur du corps. Les tiges débouchent au niveau d'une tôle supérieure du corps et au niveau d'une tôle inférieure du corps pour être fixées à la tôle supérieure et à la tôle 15 inférieure grâce à des moyens de fixation comprenant à nouveau des écrous. Alternativement, les couronnes de fixation du deuxième mode de réalisation et les entretoises peuvent aussi être utilisées avec les tiges pour assembler les tôles et les cartes électriques. 20 On note ici que les tiges peuvent aussi servir d'arrêts en translation du moteur électrique ou de ponts thermiques pour évacuer la chaleur générée par le fonctionnement du moteur. L'invention n'est pas limitée aux modes de réali- 25 sation particuliers qui viennent d'être décrits, mais, bien au contraire, couvre toute variante entrant dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Bien que l'on ait décrit un moteur équipé de deux 30 cartes électriques, le moteur peut parfaitement comporter une seule carte électrique positionnée comme l'une des première ou deuxième carte électrique (architecture de type simplex). Bien que l'on ait indiqué que les premiers compo- 35 sants électriques et les deuxièmes composants électriques 3042077 9 comportent des capteurs à effet Hall destinés à mesurer la position du rotor pour piloter le moteur électrique 1, les cartes électriques peuvent parfaitement comporter des composants électriques différents, par exemple des cap- 5 teurs d'un autre type ou bien des composants destinés à générer un courant électrique d'alimentation du moteur électrique circulant dans les bobinages. Le corps 3 du premier mode de réalisation peut aussi être en plusieurs pièces. 10 REVENDICATIONS1. Moteur électrique comportant un rotor et un stator (2 ; 31), le stator comprenant un corps (3 ; 30) formant carcasse et un ensemble de bobinage (4, 5 ; 43, 37) reçu dans des encoches (8) du corps ; le moteur électrique étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une tige (16, 23) utilisée pour lier entre elles au moins deux parties assemblées fixes du moteur électrique, la tige s'étendant dans un logement (9) ménagé dans le corps sur toute sa longueur pour déboucher de part et d'autre du corps. 2. Moteur électrique selon la revendication 1, dans lequel les parties assemblées comportent le corps et une carte électrique (11, 13 ; 38, 39) positionnée sur une face du corps et comportant des composants électriques. 3. Moteur électrique selon la revendication 2, dans lequel les composants électriques comportent des capteurs destinés à mesurer une position du rotor. 4. Moteur électrique selon la revendication 2 comprenant deux ensembles de bobinage distincts reçus dans les encoches du corps, les parties assemblées comportant le corps et deux cartes électriques positionnées chacune sur une face différente du corps. 5. Moteur électrique selon la revendication 2, dans lequel un câble électrique relié électriquement à la carte électrique chemine à l'intérieur de la tige. 6. Moteur électrique selon la revendication 1, dans lequel les parties assemblées comportent des seg- ments radiaux distincts (32) constituant le corps et définissant les encoches. 7. Moteur électrique selon la revendication 6, dans lequel deux couronnes (41) positionnées chacune contre une face différente du corps et au travers des- 3042077 11 quelles s'étend la tige sont aussi utilisées pour lier entre eux les segments radiaux. 8. Moteur électrique selon la revendication 1, dans lequel les parties assemblées comportent des tôles 5 empilées selon une direction axiale (X) pour former le corps. 9. Moteur électrique selon la revendication 1, dans lequel les parties assemblées comportent le corps et un carter du moteur électrique, et dans lequel la tige 10 permet de fixer au corps un ergot d'anti-rotation (25) destiné à solidariser en rotation le corps et le carter. 10. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le logement (9) est situé à la périphérie du corps. 15 11. Actionneur électromécanique comprenant un or- gane d'actionnement et un moteur électrique selon l'une des revendications précédentes utilisé pour entraîner l'organe d'actionnement.