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helice
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Rale
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515438A1
Family ID 4550049
Probable Assignee Etudes Techniques Et Representations Industrielles
Etri
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MOTEUR ELECTRIQUE MUNI D'UN DETECTEUR DE POSITION, SON
PROCEDE DE MONTAGE ET SOUS-ENSEMBLE POUR UN TEL MOTEUR
Abstract
_________________________________________________________________
LE MOTEUR ELECTRIQUE COMPREND UN ROTOR 1, UN STATOR 2, UN BOITIER 40
DONT UNE PAROI TERMINALE 3 S'ETEND DE FACON SENSIBLEMENT RADIALE, ET
UN DETECTEUR DE POSITION 8 PLACE ENTRE LE ROTOR ET LADITE PAROI.
LE DETECTEUR EST FIXE SUR UN DISQUE 7 DE DIMENSIONS SUPERIEURES AUX
SIENNES QUI EST APPLIQUE ET IMMOBILISE CONTRE LEDIT BOITIER 40. LORS
DU MONTAGE DU MOTEUR, ON APPLIQUE ET ON IMMOBILISE LE DISQUE 7 EQUIPE
DU DETECTEUR DE POSITION 8, CONTRE LE BOITIER 40 AVANT D'ASSEMBLER CE
DERNIER AVEC LE STATOR 2.
UTILISATION NOTAMMENT DANS LES MOTEURS DE VENTILATEURS POUR APPAREILS
ELECTRONIQUES.
Description
_________________________________________________________________
L'invention concerne un moteur electrique com-
prenant un rotor, un stator, un bottier dont une paroi terminale
s'etend de facon sensiblement radiale, et un detecteur de position
place entre le rotor et ladite paroi.
Elle vise particulierement un moteur d'encom-
brement axial reduit, tel que ceux utilises dans les ventilateurs
plats, dont l'application principale est le refroidissement des
composants electroniques dans
les appareils.
Dans un tel moteur, le detecteur de position peut servir notamment a
la surveillance de la vitesse
de rotation du rotor Compte tenu des contraintes d'en-
combrement, il est avantageux d'employer comme detecteur un generateur
de Hall devant lequel passe un pole d'un aimant permanent porte par le
rotor et faisant face a la paroi terminale du bottier Les generateurs
de Hall occupent en effet un volume reduit et presentent en
particulier une faible epaisseur dans la direction du
champ magnetique a detecter, qui correspond a la direc-
tion de l'axe du moteur.
Un generateur de Hall, du fait de ses dimen-
sions reduites, est d'une manipulation delicate, diffi-
cile a mettre en oeuvre dans une chaine de montage de
moteurs De plus, pour que le signal de sortie du detec-
teur soit reproductible et par consequent exploitable dans de bonnes
conditions, il est necessaire que son positionnement par rapport au
rotor soit precis, ce
qui accroit la difficulte de sa mise en place.
Le but de l'invention est notamment d'assurer la mise en place facile
et precise d'un detecteur de
position du rotor dans un moteur, excluant toute mani-
pulation delicate sur une chaine de montage.
Suivant l'invention, le moteur du type defini ci-dessus, est
caracterise en ce que le detecteur est fixe sur un support de
dimensions superieures aux
siennes et en ce que des moyens sont prevus pour appli-
quer et immobiliser ce support contre le boitier.
Pour mettre le detecteur en place dans la posi-
tion voulue, il suffit d'appliquer et d'immobiliser le support contre
le bottier Ce support de dimensions relativement grandes n'est pas
delicat a manipuler, et la fixation du detecteur peut etre realisee a
l'avance,
en dehors de la chatne de montage.
Le support peut presenter la forme d'une pla-
quette dont une face s'appuie contre la paroi terminale du bottier et
dont le contour exterieur coopere avec
une paroi axiale de ce bottier pour immobiliser la pla-
quette (On entend par paroi axiale une paroi s'etendant de facon
sensiblement parallele a l'axe de rotation du moteur, tandis que la
paroi terminale est sensiblement perpendiculaire a l'axe; par ailleurs
on designe par bottier toute structure rigide formant ecran entre le
moteur et le milieu exterieur, et solidaire du stator,
qu'elle entoure completement ou non le moteur).
L'invention est particulierement avantageuse
dans le cas d'un moteur a entrefer radial dont le sta-
tor comprend un circuit magnetique et des enroulements qui forment des
tetes d'enroulements en saillie par rapport au circuit magnetique aux
extremites axiales de celui-ci On peut alors utiliser comme support
pour le detecteur un disque electriquement isolant separant la paroi
terminale du bottier des tetes d'enroulements
situees du cote de celle-ci.
Le contour exterieur du disque peut etre
approximativement circulaire, avec un diametre permet-
tant son insertion avec jeu dans le bottier, et presen-
ter des troncatures qui cooperent avec des meplats de la paroi axiale
du bottier pour assurer son calage angulaire Cette paroi axiale a par
exemple la forme d'une virole Le disque isolant peut en outre
presenter des appendices elastiques qui s'appuient sur les meplats
pour assurer une immobilisation complete du disque, tan-
dis que ces memes appendices ou d'autres peuvent s'eten-
dre sensiblement jusqu'au circuit magnetique du stator
pour realiser un calage axial du disque.
D'autres caracteristiques de l'invention sont
susceptibles de faciliter encore l'insertion du detec-
teur dans un moteur de petites dimensions, notamment
celui d'un ventilateur plat.
Ainsi le detecteur peut etre loge au moins par-
tiellement dans une empreinte menagee dans la face du disque tournee
vers la paroi terminale du bottier, et/ou
dans une empreinte menagee dans la face de la paroi ter-
minale tournee vers le disque De cette facon, l'encom-
brement axial de l'ensemble paroi-disque-detecteur peut se reduire a
la somme des epaisseurs de la paroi et du disque, le supplement
d'encombrement de au detecteur
etant nul.
Dans les ventilateurs plats, les fils d'alimen-
tation des enroulements du stator penetrent habituelle-
ment dans le bottier du moteur par une ouverture prevue dans la paroi
de celui-ci Il est interessant de faire passer les fils de liaison du
detecteur par la meme
ouverture Cependant la connexion des fils d'alimenta-
tion aux enroulements se faisant deja dans cette region, il reste peu
de place pour realiser la connexion entre les bornes du detecteur et
ses fils de liaison Par ailleurs lorsqu'une empreinte est prevue dans
la paroi terminale du bottier-pour loger le detecteur, cette empreinte
ne doit pas etre trop voisine de l'ouverture
de passage des fils sous peine d'affaiblir mecanique-
ment le bottier dont l'epaisseur des parois est natu-
rellement aussi petite que possible Pour ces raisons une
caracteristique de l'invention prevoit de faire
sortir les fils de liaison du bottier en un point dis-
tant du detecteur, donc du point de connexion des fils de liaison avec
les bornes de celui-ci, la face interne du disque presentant des
moyens de guidage pour conduire les fils d'un point a l'autre en
passant a l'ecart des
tetes d'enroulements et du rotor'.
Dans le cas d'un moteur a stator peripherique, les moyens de guidage
font avantageusement passer les fils de liaison radialement a
l'exterieur des tetes d'enroulements, en tirant parti de l'espace
annulaire
disponible a la peripherie des tetes.
Dans le cas o le stator presente vis-a-vis du disque isolant des tetes
d'enroulements reparties autour de l'axe du moteur et separees
circonferentiellement par des espaces libres, le point de connexion
des fils de
liaison est de preference situe dans l'un de ces espa-
ces libres Pour un moteur a deux enroulements on a du cote du disque
deux tetes d'enroulements separees par deux espaces libres
diametralement opposes Selon une disposition preferee conforme a
l'invention, les fils d'alimentation et de liaison penetrent dans-le
boitier du moteur au niveau de l'un de ces espaces libres, o les
premiers sont relies aux deux enroulements, et le detecteur avec ses
bornes est situe au niveau de l'autre espace libre, les fils de
liaison etant guides chacun
sur un demi-tour a la peripherie des tetes d'enroule-
ments. L'invention a egalement pour objet un procede de montage d'un
moteur tel que decrit ci-dessus, selon lequel on applique et on
immobilise le support, equipe du detecteur de position, contre le
bottier avant
d'assembler ce dernier avec le stator.
L'invention a encore pour objet un sous-ensemble pour un tel moteur,
constitue par le support sur lequel est fixe le detecteur de position
muni le cas echeant
des fils de liaison.
D'autres caracteristiques de l'invention res-
sortiront encore de la description detaillee donnee
ci-apres, a titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexes
dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle, en coupe selon la
ligne I-I de la figure 4, d'un ventilateur plat incorporant un moteur
selon l'invention; la figure 2 est une vue, selon la fleche F de la
figure 3, du disque isolant appartenant a ce moteur; la figure 3 est
une vue, selon la fleche F 1 de la figure 1, du sous-ensemble selon
l'invention comprenant le disque isolant, le detecteur et les fils de
liaison; la figure 4 est une vue, selon la fleche F 2 de la figure 1,
montrant le sous-ensemble de la figure 3 mis en place dans le bottier
du moteur; la figure 5 est une partie agrandie de la coupe de la
figure 1, dans laquelle le rotor et le
stator n'apparaissent pas.
Le moteur du ventilateur represente en partie a la figure 1 comprend
un rotor 1 tournant autour d'un axe X-X' et un stator 2 entourant le
rotor 1 et fixe dans un bottier metallique 40 comportant une paroi
terminale radiale 3 et une virole 4 Le stator 2 comprend un circuit
magnetique 5 et deux enroulements qui forment des tetes d'enroulements
en saillie aux extremites axiales du circuit magnetique 5 Les tetes
d'enroulements 6 situees du cote de la paroi 3, et dont l'une est
visible sur la figure 1, sont separees de celle-ci par un disque
electriquement isolant 7 Un detecteur de position 8 constitue par un
generateur de Hall est dispose entre le rotor 1 et la paroi 3 de facon
a etre influence par les poles d'aimants permanents 9 portes par le
rotor 1 et faisant face a la paroi 3 Les aimants 9 peuvent etre fixes
sur le rotor comme decrit dans la demande de brevet francais
n O 2 422 167 Le rotor tourne sur un arbre non repre-
sente fixe dans un bossage central 10 de la paroi ter-
minale 3 du boitier 40.
Outre le moteur, le ventilateur comprend une helice non representee,
solidaire du rotor 1 et munie
de pales tournant autour du moteur, et un cadre entou-
rant les pales et solidarise au boitier du moteur par quatre bras
radiaux 11 dont l'un presente un canal 12 emprunte par les fils
d'alimentation 13 du moteur et communiquant avec l'interieur du
boitier 40 par une
ouverture 14 menagee dans celui-ci.
Selon l'invention, le detecteur 8 est fixe sur
le disque isolant 7 qui lui sert de support et est appli-
que et immobilise contre le bottier 40.
Comme on le voit plus particulierement a la
figure 3, le disque 7, dont les dimensions sont gran-
des par rapport a celles du detecteur, a la forme gene-
rale d'un anneau limite par deux cercles concentriques, sur lequel se
projettent les tetes d'enroulements, comme indique en 6 a a la figure
4 L'evidement central
7 a du disque 7 permet le passage du bossage 10 du bot-
tier, et une encoche peripherique 15 est prevue en
regard de l'ouverture 14 du boitier Le diametre exte-
rieur du disque 7 permet son insertion avec jeu dans la virole 4 du
bottier, et son calage angulaire est assure par des troncatures 16
cooperant avec des meplats
17 de la virole 4 qui servent egalement au calage angu-
laire du stator 2 De preference le disque 7 presente comme indique sur
les figures 3 et 4 des appendices elastiques 18 qui s'appuient sur les
meplats 17 et
assurent une immobilisation complete du disque 7 lors-
que la face externe de celui-ci s'appuie elle-meme sur la paroi
terminale 3 du bottier Les appendices 18 peuvent s'etendre axialement
sensiblement jusqu'au circuit magnetique 5 du stator 2 et completer
ainsi
le calage axial du disque 7 en empechant tout mouve-
ment de celui-ci en cas de choc ou de vibration par exemple La
position de la face extreme du circuit magnetique est determinee quant
a elle par des butees en saillie sur la virole 4, non representees
pour
ameliorer la lisibilite du dessin.
Le detecteur 8 est partiellement loge dans une empreinte 19 menagee
dans la face externe (celle tournee vers la paroi 3) du disque 7, et
est maintenu serre par un rebord 20 du disque en saillie vers la paroi
3 Une empreinte 21 est par ailleurs prevue dans la face interne de
cette derniere pour recevoir le detecteur 8 et le rebord 20 sans
augmentation de l'encombrement axial de l'ensemble Le detecteur 8
s'appuie sur le fond de l'empreinte 21 et se trouve ainsi place a une
distance des aimants 9 du rotor 1 reproductible avec precision Le
point d'appui du detecteur 8 forme de preference une saillie 22 sur le
fond de l'empreinte 21 Cette saillie 22 est obtenue au moyen d'un
creux dans le moule servant a realiser le bottier Ce creux est
relativement protege
contre l'erosion et permet de conserver une cote pre-
cise pendant toute la duree de vie du moule.
Comme on le voit plus particulierement a la
figure 4, les deux tetes d'enroulements 6 (represen-
tees par leurs projections 6 a) sont disposees symetri-
quement par rapport a l'axe XX' du moteur et sont
separees par deux espaces libres 23 et 24 diametrale-
ment opposes L'ouverture 14 de passage des fils d'alimentation 13
(figure 1) conduisant au canal 12 est situee en regard de l'espace 23
Pour les raisons expliquees plus haut, le detecteur 8 est place de
telle sorte que ses bornes 26 sont connectees dans l'autre
espace 24 aux fils de liaison 25 destines a l'alimen-
tation du detecteur et a la transmission de son signal de sortie,
lesquels passent egalement par l'ouverture 14 et le canal 12 Les fils
25 doivent aller de l'un a l'autre de ces deux points diametralement
opposes en
passant a l'ecart du rotor l ainsi que des tetes d'en-
roulements 6 qui viennent tres pres de la paroi 3 A cet effet le
disque 7 comprend des moyens de guidage pour conduire les fils 25 par
l'espace annulaire 27 disponible a l'exterieur des tetes 6,
c'est-a-dire entre celles-ci et la virole 4 Ces moyens de guidage
comprennent un rebord peripherique 28 dirige axialement
et des nervures axiales 29 formant un couloir periphe-
rique 30, et des elements de recouvrement 21 prolon-
geant radialement par endroits les nervures 29 et recouvrant les fils
25 du cote du circuit magnetique (pour la clarte du dessin, la nervure
29 et l'element 31 sont representes aux figures 1 et 5 comme s'ils
etaient presents dans le plan de coupe).
Le detecteur 8 etant situe sur la face externe du disque 7 et connecte
aux fils 25 sur la face interne, ses bornes 26 traversent ce disque 7
par des orifices
32 Un peigne 33 en saillie sur la face interne du dis-
que 7 permet de pincer les extremites des fils 26 faci-
litant ainsi la realisation des connexions par soudage.
Le sous-ensemble pre-assemble constitue par le disque 7, le detecteur
8 et les fils 25 peut etre mis en place tres facilement dans le
bottier du moteur, sur la chaine de montage de celui-ci Dans le cas du
ventilateur decrit, il est avantageux d'introduire en premier lieu la
partie libre des fils 25 (en dehors des couloirs de guidage) et de la
faire ressortir par l'ouverture 14 avant d'appliquer le disque 7
contre la
la paroi 3 Le stator 2 est mis en place a son tour.
Du fait du calage angulaire du disque 7 et du guidage des fils 25 dans
le couloir peripherique 30, les zones 6 a du disque 7 face auxquelles
se presentent les tetes d'enroulements 6 du stator sont libres de la
presence des fils 25. Le sous-ensemble peut etre assemble en dehors de
la chaine de montage Cet assemblage est facilite par l'empreinte 19 et
le rebord 20 qui realisent un positionnement sur du detecteur 8, les
orifices 32 qui guident les bornes 26, le peigne 33 qui immobilise les
extremites des fils 25 dans la position appropriee pour la connexion,
et les moyens de guidage 28, 29, 30, 31, qui determinent sans
hesitation le cheminement des fils. Bien entendu, l'invention n'est
pas limitee au mode de realisation decrit a titre d'exemple Son
application est en particulier independante de la dis-
position relative du rotor 1 et du stator 2 (celui-ci pouvant etre
notamment a l'interieur de celui-la), du nombre et de la disposition
relative des enroulements du rotor, de l'utilisation du moteur (qui
peut mouvoir tout autre appareil qu'un ventilateur), de l'usage du
signal du detecteur de position, etc.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS1 Moteur electrique comprenant un rotor ( 1), un stator
( 2), un bottier ( 40) dont une paroi terminale( 3) s'etend de facon
sensiblement radiale, et un detec-teur de position ( 8) place entre le
rotor et ladite paroi, caracterise en ce que ledit detecteur est fixe
sur un support ( 7) de dimensions superieures auxsiennes, et en ce que
des moyens sont prevus pour appli-quer et immobiliser ce support
contre ledit bottier ( 40). 2 Moteur selon la revendication 1,
caracteriseen ce que le rotor ( 1) presente au moins un aimant
per-manent, ( 9) dont un pole fait face a ladite paroi ( 3) etpasse
devant ledit detecteur ( 8). 3 Moteur selon la revendication 2,
caracteriseen ce que ledit detecteur ( 8) est un generateur de Hall. 4
Moteur selon l'une des revendications pre-cedentes, caracterise en ce
que ledit support est une plaquette ( 7) dont une face s'appuie contre
ladite paroi terminale ( 3) et dont le contour exterieur coopere avec
une paroi axiale ( 4) dudit bottier ( 40) pour immobiliserla
plaquette.Moteur selon la revendication 4, presentant un entrefer
radial et dont le stator ( 2) comprend un circuit magnetique ( 5) et
des enroulements qui formentdes tetes d'enroulements en saillie par
rapport au cir-cuit magnetique aux extremites axiales de celui-ci,
caracterise en ce que ladite plaquette est un disque electriquement
isolant separant ladite paroi terminale ( 3) des tetes d'enroulements
( 6) situees du cote decette paroi. 6 Moteur selon la revendication 5,
caracterise en ce que le contour extetieur dudit disque ( 7) est
sensiblement circulaire avec un diametre permettant son insertion avec
jeu dans ledit bottier ( 40), et presente des troncatures ( 16) qui
cooperent avec des meplats ( 17) de ladite paroi axiale ( 4) pour
assurer son calage angulaire. 7 Moteur selon la revendication 6,
caracteriseen ce que le disque ( 7) presente des appendices
elasti-ques ( 18) qui s'appuient sur les meplats ( 17) et assu- rent
une immobilisation complete du disque, la face externe de celui-ci
s'appuyant sur la paroi terminale( 3) du bottier ( 40). 8 Moteur selon
l'une des revendications 5 a 7, caracterise en ce que le disque ( 7)
presente desappendices ( 18) de calage axial qui s'etendent
sensi-blement jusqu'au circuit magnetique ( 5) du stator ( 2). 9
Moteur selon l'une des revendications 5 a 8, caracterise en ce que le
detecteur ( 8) est loge au moins partiellement dans une empreinte (
19) menageedans la face du disque ( 7) tournee vers ladite paroi (
3).Moteur selon l'une des revendications 5 a 9, caracterise en ce que
le detecteur ( 8) est loge au moins partiellement dans une empreinte (
21) menageedans la face de ladite paroi ( 3) tournee vers le disque (
7). 11 Moteur selon la revendication 10, caracteriseen ce que le
detecteur ( 8) s'appuie sur le fond de l'em-preinte ( 21) de la paroi
( 3). 12 Moteur selon la revendication 11, caracterise en ce que le
detecteur ( 8) s'appuie sur une saillie ( 22)prevue au fond de
l'empreinte ( 21) de la paroi ( 3). 13 Moteur selon l'une des
revendications 5 a 12, caracterise en ce que le detecteur ( 8)
presente des bornes ( 26) connectees a des fils de liaison ( 25) qui
sortent du bottier ( 40) en un point distant de leur point de
connexion avec lesdites bornes ( 26), et que laface interne du disque
( 7) presente des moyens de gui-dage ( 28, 29, 30, 31) pour conduire
les fils d'un point a l'autre en passant a l'ecart des tetes
d'enroulements( 6) et du rotor ( 1). 14 Moteur selon la revendication
13, caracte-rise en ce que lesdits moyens de guidage comprennent un
rebord peripherique ( 28) et des nervures axiales( 29) formant un
couloir peripherique ( 30). 15 Moteur selon la revendication 14,
caracte-rise en ce que des elements de recouvrement ( 31) pro-longeant
radialement les nervures ( 29) recouvrent lesfils de liaison ( 25) du
cote du circuit magnetique ( 5). 16 Moteur selon l'une des
revendications 13 a 15, caracterise en ce que le stator ( 2) est
peripheri-que et que lesdits moyens de guidage font passer les fils de
liaison ( 25) dans un espace annulaire ( 27)disponible autour des
tetes d'enroulements ( 6). 17 Moteur selon l'une des revendications 13
a 16, caracterise en ce que ledit point de connexion estsitue dans un
espace libre separant circonferentielle-ment deux tetes d'enroulements
( 6). 18 Moteur selon la revendication 17, caracte-rise en ce que le
stator ( 2) possede deux enroulements formant du cote de la paroi
terminale ( 3) deux tetes d'enroulements ( 6) symetriques par rapport
a l'axe (X-X') du moteur et separes par deux espaces libres( 23,24)
diametralement opposes, et que le point de sor-tie des fils ( 25) est
en regard de l'un ( 23) desdits espaces libres, et le point de
connexion dans l'autre( 24) desdits espaces libres. 19 Moteur selon
l'une des revendications 13 a 18, caracterise en ce que les bornes (
26) du detecteur ( 8) traversent l'epaisseur du disque ( 7) pour aller
du detecteur fixe sur sa face externe au point de connexionsitue sur
sa face interne.Procede de montage d'un moteur conforme al'une des
revendications precedentes, caracterise ence qu'on applique et qu'on
immobilise ledit support ( 7), equipe du detecteur de position ( 8),
contre ledit bottier ( 40) avant d'assembler ce dernier avec lestator
( 2). 21 Procede de montage d'un moteur conforme al'une des
revendications 13 a 19, caracterise en cequ'on applique et qu'on
immobilise ledit disque ( 7) equipe du detecteur de position ( 8) et
des fils deliaison ( 25) contre ledit bottier ( 40) avant d'assem-bler
ce dernier avec le stator ( 2), le disque et le stator etant cales
dans le bottier et les fils de liaison positionnes sur le disque de
telle facon que les tetes d'enroulements ( 6) du stator se
presententface a des zones ( 6 a) du disque ( 7) libres de la
pre-sence des fils ( 25). 22 Procede selon la revendication 21,
carac-terise en ce que les fils de liaison ( 25) sont intro-duits en
premier lieu dans le bottier ( 40) et passes a travers une ouverture
de sortie ( 14) menagee dans celui-ci. 23 Sous-ensemble pour un moteur
conforme al'une des revendications 1 a 19, constitue par leditsupport
( 7) sur lequel est fixe ledit detecteur deposition ( 8). 24
Sous-ensemble pour un moteur conforme al'une des revendications 13 a
19, constitue-par leditdisque isolant ( 7) sur lequel est fixe ledit
detecteurde position ( 8) muni desdits fils de liaison ( 25).
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10. The main output window contains the publication full text (or part
thereof if selected).
11. The Tools section contains tools to help you navigate the
"discovered" (highlighted) items of interest.
The arrows and counter let you move through the highlighted items
in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
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