FR2799586A1 - Ensemble moteur electrique a commutation electronique, par exemple du type sans collecteur et dispositif d'alimentation dudit moteur, et aspirateur electrique equipe dudit ensemble - Google Patents

Abstract

Ensemble moteur électrique sans collecteur et dispositif d'alimentation dudit moteur, dans lequel le moteur présente un nombre de paires de pôles, comporte deux enroulements constitués chacun d'une pluralité de bobinages en série correspondant chacun à un pôle du moteur, les deux enroulements étant bobinés conjointement de sorte que les bobinages de chaque enroulement sont magnétiquement couplés pôle par pôle, une des bornes (el) d'un des enroulements étant électriquement relié avec la borne (52) de l'autre enroulement correspondant à l'extrémité opposée de l'enroulement, pour former un point commun, une source de tension redressée; deux interrupteurs statiques unidirectionnels (T1 , T2 ) dont une première borne (7, 8) est reliée à la borne négative (9) de la source de tension, et dont la seconde borne (10, 11) est reliée à une des bornes (si, e2 ) d'un des enroulements du moteur, différente du point commun (e1 , s2 ) des deux enroulements, un circuit dissipatif (17) destiné à dissiper l'énergie magnétique des enroulements lorsque les interrupteurs statiques (T1 , T2 ) sont ouverts, est relié, d'une part, à la borne positive du filtre capacitif (13), et d'autre part, aux secondes bornes (si, e2 ) des interrupteurs statiques (T1 , T2 ) au moyen de diodes (D1 , D2 ).

Description

ENSEMBLE MOTEUR ELECTRIQUE A COMMUTATION ELECTRONIQUE, PAR EXEMPLE DU TYPE SANS COLLECTEUR ET DISPOSITIF D'ALIMENTATION DUDIT MOTEUR, ET ASPIRATEUR ELECTRIQUE EQUIPE DUDIT ENSEMBLE <U>Domaine technique</U> L'invention concerne un circuit d'alimentation et un moteur à commutation électronique tel que notamment un moteur sans collecteur du type "brushless" ou à réluctance variable. Elle vise plus précisément l'architecture d'un circuit d'alimentation, adaptée à une configuration de moteur qui s'avère particulièrement avantageuse en termes de nombre de composants utilisés, et donc de fiabilité et de prix de revient, notamment pour des applications du domaine de l'électroménager.

<U>Techniques antérieures</U> Les moteurs sans collecteur utilisés dans le domaine de l'électroménager sont généralement alimentés en énergie par un circuit d'alimentation, comportant d'une montage redresseur destiné à générer une tension continue à partir de la tension alternative du secteur, et d'autre part, une structure d'onduleur de tension, apte à générer une tension variable aux bornes de la ou des phases du moteur. Dans certains , l'onduleur peut être connecté directement sur une source de tension continue, telle qu'une batterie.

Une des structures d'onduleur la plus répandue est communément appelée "pont en H" et comprend deux bras comportant chacun deux interrupteurs statiques commandés par des moyens appropriés. La phase du moteur est reliée aux points milieux de chaque bras. Une telle structure, si elle s'avère avantageuse par ses capacités à imposer un courant positif ou négatif dans le moteur, présente en revanche l'inconvénient majeur d'utiliser quatre interrupteurs statiques dont le coût influe fortement dans le prix de revient du circuit d'alimentation et donc de l'appareil dans lequel est installée le moteur. En outre, dans un schéma dit de "pont en H", deux des interrupteurs statiques sont connectés au point de tension le plus haut du circuit, ce qui nécessite d'utiliser moyens de commande appropriés, aptes à supporter la tension maximum du schéma.

De tels circuits de commande spécifiquement isolés présentent un coût nettement supérieur à celui de circuits de commande référencés à la masse, ce qui engendre coût supplémentaire rendant le produit équipé du moteur peu compétitif économiquement.

Un problème que se propose de résoudre l'invention est celui de la réduction du nombre de composants intervenant dans un circuit d'alimentation de moteur sans collecteur.

Un autre problème concerne la nécessité d'utiliser des circuits de commande interrupteurs statiques qui présentent une isolation galvanique vis à vis des bornes de cet interrupteur.

On a proposé dans le document FR 2 478 896 d'alimenter un moteur "brushless" à partir d'un circuit de tension continue, au moyen de deux interrupteurs statiques.

Cependant, pour obtenir un flux alternatif, il est nécessaire d'utiliser un moteur comportant deux enroulements statoriques.

Dans un tel schéma de bobinage, il est souhaitable que le couplage magnétique soit le plus possible pour éviter qu'au moment des commutations, la surtension due à la variation du flux de dispersion apparaissant aux bornes de l'enroulement atteigne une valeur telle que les interrupteurs statiques soient dégradés ou détériorés.

Ainsi, adopte généralement une technique de bobinage dans laquelle les fils des deux enroulements sont bobinés simultanément et conjointement pour assurer un couplage aussi intime et parfait que possible, de manière à limiter au maximum la partie du flux qui traverse un enroulement sans traverser l'autre enroulement.

De plus, l'extrémité de l'un de ces enroulements est électriquement reliée à l'extrémité opposée l'autre enroulement. Ce schéma, s'il présente l'avantage de réduire le nombre d'interrupteurs statiques, présente en revanche l'inconvénient majeur d'augmenter le risque de claquage électrique entre les deux fils bobinés conjointement.

effet, lors d'un phénomène de commutation, l'enroulement opposé à celui dans lequel courant s'éteint présente une borne qui se trouve à un potentiel égal à deux fois la tension mesurée aux bornes de l'enroulement en cours d'extinction. Or, cette tension correspond à la tension continue d'alimentation augmentée d'une surtension correspondant au transfert de l'énergie magnétique stockée dans l'enroulement.

Ainsi, entre différents points de l'enroulement, la tension peut devenir très importante et les risques de claquage électrique sont importants, et d'autant plus augmentés que les différents enroulements sont intimement bobinés.

Le document FR 2 478 896 précité décrit un moteur fonctionnant à partir d'un circuit d'alimentation continue en basse tension de 60 volts maximum.

problème de tension de claquage entre les fils est nettement plus important dans le d'un fonctionnement à partir d'une tension redressée depuis un réseau alternatif tension nominale 230 volts. En effet, dans ce cas, le montage du document précité conduit à des tensions maximales entres spires d'enroulement qui nécessitent précautions draconiennes en termes d'isolation entre fils.

Un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est celui de l'influence des surtensions générées dans des schémas dans lesquels le bobinage statorique présente deux enroulements magnétiquement couplés et connectés électriquement l'un à l'autre par des extrémités opposées.

L'invention vise donc à fournir un schéma électrique et un moteur dont le nombre de composant est limité au minimum, apte à supporter les surtensions générées dans ce genre de schéma, malgré une alimentation à partir du réseau alternatif du secteur. <U>Exposé de l'invention</U> L'invention consiste donc dans un ensemble moteur électrique sans collecteur et son dispositif d'alimentation dans lequel - le moteur présente un nombre de paires de pôles n supérieur ou égal ' deux, et comporte deux enroulements constitués chacun d'une pluralité de bobinages en série correspondant chacun à un pôle du moteur, les deux enroulements étant bobinés conjointement de sorte que les bobinages de chaque enroulement sont magnétiquement couplés pôle par pôle, une des bornes el d'un des enroulements Bl étant électriquement reliée avec la borne s2 de l'autre enroulement B2 correspondant à l'extrémité opposée du bobinage, pour former un point commun, - le dispositif d'alimentation du moteur comporte une source de tension redressée, présentant une borne dite positive et une borne dite négative, deux interrupteurs statiques unidirectionnels dont une première borne est reliée à borne négative de la source de tension, et dont la seconde borne est reliée à des bornes d'un des enroulements du moteur, différente du point commun des deux enroulements.

Autrement dit, l'invention consiste à utiliser un moteur à double enroulement présentant un nombre de paires de pôles supérieur à deux, pour faire en sorte que les bobinages de chaque pôle qui sont jointifs présentent une différence de potentiel égale ou plus à

où VE est la tension maximale observée aux bornes d'un enroulement, et n est nombre de paires de pôles.

En d'autres termes l'utilisation d'un moteur et d'une pluralité de paires de pôles permet de réduire la valeur de tension de claquage à laquelle doit résister l'isolant présent sur les fils bobinés conjointement.

De façon générale, on sait que l'augmentation du nombre de paires de pôles dans un moteur tournant à une vitesse importante, se traduit par la multiplication de la fréquence du courant statorique et donc la multiplication par le même facteur au carré des pertes fer à l'intérieur du moteur.

La tendance générale est donc la réduction du nombre de paires de pôles pour une augmentation du rendement du moteur. Néanmoins, à l'inverse, l'invention consiste à augmenter le nombre de paires de pôles pour permettre l'utilisation d'un schéma à deux transistors à partir d'une alimentation de tension réseau, ce qui s'avère particulièrement avantageux sur le prix de revient de l'appareil équipé du moteur.

En pratique, la vitesse de rotation du moteur peut avantageusement être supérieure à 25000 tours par minute.

Pour augmenter le rendement d'un tel moteur, dans une forme préférée, le moteur comporte un stator sans pièce polaire en fer, de manière à éliminer les sources de pertes fer.

Pour limiter les pertes par dissipation de l'énergie de commutation, le moteur est déterminé pour fonctionner en commutation naturelle.

Cependant, pour faciliter les phases transitoires, telles que les montées en vitesse, dans une forme avantageuse, les moyens de commande qui sont associés aux interrupteurs statiques sont aptes à moduler le temps d'ouverture de ces interrupteurs sur la plage de vitesse du moteur.

Ainsi, à faible vitesse la tension induite du moteur étant faible, on compense la rapide montée du courant par un temps de conduction plus faible.

Les pertes supplémentaires occasionnées par ce fonctionnement n'étant que transitoires, elles n'ont pas de conséquence sur le dimensionnement général du circuit d'alimentation et du moteur.

Selon une autre caractéristique avantageuse, les moyens de commande sont aptes à moduler l'intensité maximale admissible pour le courant circulant dans le moteur sur la plage de vitesse du moteur. En effet, la limite de courant qui intervient dans la régulation des moyens de commande tient compte du fait que pour les vitesses basses, la tension induite moteur ne participe pas à la dissipation de l'énergie.

En d'autres termes, les moyens de commande sont agencés pour limiter l'intensité du courant plus fortement à basse vitesse.

En pratique les moyens de commande sont associés à un capteur de courant apte à mesurer le courant circulant dans le moteur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit d'alimentation comporte un circuit dissipatif apte à dissiper une partie de l'énergie magnétique emmagasinée dans enroulements lorsque les interrupteurs statiques s'ouvrent.

Dans une forme particulière de réalisation, le circuit dissipatif est relié, d'une part à la borne dite positive de la source de tension, et d'autre part, aux secondes bornes des interrupteurs statiques au moyen de diodes de récupération.

Dans une forme particulière, le circuit de dissipation est en partie commun pour les deux enroulements du moteur, à l'exception de la diode de récupération qui propre à chaque enroulement.

a obtenu des résultats satisfaisants en utilisant un circuit RC parallèle en tant que circuit de dissipation.

Dans une autre forme de réalisation, le circuit de dissipation peut être constitué d'une diode Zener disposée en antiparallèle de l'interrupteur statique.

Dans une autre forme de réalisation, le circuit d'alimentation, inclut dans un circuit de récupération apte à stocker une partie de l'énergie magnétique emmagasinée dans les enroulements, lorsque les interrupteurs statiques s'ouvrent. En pratique, ce circuit de récupération peut être constitué d'une résistance et d'une capacité en série disposé en parallèle avec chaque interrupteur statique ou entre les collecteurs des transistors.

<U>Description</U> sommaire <U>des</U> figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description du mode de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées, dans lesquelles - La figure 1 est un schéma électrique général représentant le circuit d'alimentation et le moteur.

- La figure 2 est une représentation schématique du stator du moteur équipé de trois paires de pôles.

- La figure 3 est une représentation des deux bobinages couplés du moteur de la figure - La figure 4 est un diagramme temporel illustrant la variation théorique du courant parcourant les bobinages moteurs.

- La figure 5a est un diagramme temporel illustrant la variation théorique de la différence des courants dans les bobinages, reflet du flux magnetique.

- Les figures 5b et b sont des relevés d'écran d'oscilloscope illustrant respectivement la variation du flux dans le moteur et la variation de la tension d'entree aux bornes de l'onduleur.

- La figure 7 est un relevé d'écran d'oscilloscope illustrant la variation de la tension mesurée à la borne positive du circuit de récupération - La figure 8 est un diagramme montrant la limite de courant en fonction de la vitesse du moteur.

- La figure 9 est un diagramme illustrant la variation de la fréquence statorique en fonction de la vitesse du moteur.

- Les figures 10, 11 et 12 sont trois schémas électriques illustrant des variantes de réalisation de l'onduleur équipé de circuits de récupération particuliers. <U>Manière de réaliser l'invention</U> Comme déjà dit, l'invention concerne un moteur électrique "brushless", bien encore de façon équivalente un moteur à réluctance variable. tel moteur est destiné à être alimenté à partir du réseau d'alimentation alternative 1 moyen du circuit conforme à l'invention.

Ainsi, un tel circuit comprend un pont redresseur 2 et un filtre capacitif, constitué d'un condensateur 3, apte à transformer la tension alternative en une tension positive.

Afin de respecter les normes CEM, une variante de réalisation utilise un condensateur 3 faible valeur, ce quia pour effet de ne redresser que faiblement la tension d'entrée. L'invention couvre également les variantes non décrites dans lesquelles la source d'énergie est une source de tension continue, par exemple constituée d'une batterie.

On utilisera par la suite les termes de borne positive et borne négative, ces deux notions signifiant plus largement qu'une borne est à un potentiel supérieur ' l'autre, la borne négative n'induisant pas systématiquement une valeur de tension négative.

Comme on le voit à la figure 1, l'alimentation du moteur est réalisée grâce à deux interrupteurs statiques T,,T2, typiquement des transistors bipolaires, des transistors à effet de champ ou des IGBT. Ces interrupteurs sont commandés par l'intermédiaire d'un circuit de commande 12 approprié.

Dans l'exemple illustré, chaque transistor T,,TZ présente son émetteur 7, 8 relié à la borne négative 9 du condensateur de filtrage éventuellement avec interposition d'un capteur de courant 20. Comme il sera développé plus loin, le moteur comprend deux enroulements présentant chacun deux bornes.

Ainsi, chaque transistor présente son collecteur 10, 11 relié à une bornes s,, e2 des enroulements BI, B2 du moteur.

L'autre borne e,, s2 du même enroulement BI, B2 du moteur est quant a elle, connectée à la borne positive 13 du filtre capacitif C. Par ailleurs, le collecteur 10, 11 de chaque transistor TI, T2 est également connecté à l'anode d'une diode 15, lb dont la cathode est reliée à un circuit dissipatif de récupération 17, lui-même relié à la borne positive 13 du filtre capacitif C.

Par ailleurs, deux diodes<B>Dl,</B> et D22 sont connectées entre les émetteurs et les collecteurs respectivement des transistors T, et T2.

Ainsi, lorsque le transistor T, est commandé, le bobinage BI est soumis à la tension du filtre capacitif C. Lorsque le transistor TI est bloqué, le courant circulant dans l'enroulement BI, qui ne s'éteint pas immédiatement du fait de l'inductance de dispersion due au couplage imparfait des enroulements, parcourt la diode 15 et le circuit de récupération 17. Dû au couplage des bobines, un courant s'établit sur le bobinage B2 parcourant la diode D22 et le condensateur 3.

Comme déjà dit, selon une caractéristique de l'invention, le moteur comporte un nombre n de paires de pôles supérieur ou égal à deux, et préférentiellement égal à trois.

Le stator du moteur comprend deux enroulements BI, B2 reliés conjointement, c'est-à- dire avec des fils associés et donc jointifs pour obtenir un couplage magnétique aussi optimal que possible.

En effet, on considère que le couplage des deux enroulements enroulés conjointement est sensiblement fois supérieur à celui de deux bobinages seraient distincts et superposés.

Ainsi, comme illustré à la figure 2, les enroulements B I, B2 possedent chacun une borne d'entrée e,, e2, et borne de sortie si, s2. Conformément à l'invention, deux des bornes e,, s2, opposées des deux enroulements sont électriquement reliées, comme on le voit à la figure 1. En effet, la borne e, d'entrée du bobinage BI est reliée à la borne positive 13 du filtre capacitif C tandis que la borne de sortie s2 du bobinage B2 est également reliée à la même borne positive du filtre capacitif. A l'opposé, la borne de sortie si de l'enroulement B, est relié au collecteur 10 du transistor Ti, tandis que la borne d'entrée e2 de l'enroulement B2 est reliée au collecteur 11 du transistor Grâce à la structure parallèle des deux enroulements BI, et B2, et avec une convention de courant selon laquelle II et IZ sont positifs, le couplage magnétique correspond à l'indication marquée par un point sur les deux enroulements.

Le moteur comprenant une pluralité de paires de pôles, chaque enroulement BI, B2 est constitué de plusieurs bobinages FI-F6 ; GI-G6. Au niveau de chaque pole Pl-P6, chaque enroulement BI présente un bobinage FI-F6 magnétiquement fortement couplé avec le bobinage GI-G6 correspondant de l'enroulement opposé B2.

Cette situation illustrée à la figure 3, dans laquelle la connexion électrique entre les bornes el et s2 des deux enroulements est représentée.

Les valeurs de potentiels données ci-après, et notées sur la figure correspondent sensiblement aux tensions maximales observées sur un circuit alimenté à partir du réseau 230 volts. Ces potentiels ont été arrondis à la centaine de volts supérieure pour une rapide compréhension du principe de l'invention, sans en limiter la portée.

Lorsque l'enroulement BI est soumis à une tension de 600 volts lors d'une phase de commutation, les fils de liaison entre chaque bobinage et chaque enroulement sont portés à un potentiel intermédiaire tel que représenté à la figure 3.

Grâce à la liaison électrique entre les bornes el et s2 des deux enroulements BI, B2, et grâce au couplage entre les différents bobinages FI-F6 ; GI-G6, de chaque pôle, les différents bobinages de l'enroulement B2, et plus précisément les zones jonction entre ces différents bobinages sont portées aux potentiels illustrés à la figure 3. Les flèches diagonales illustrent la tension maximale Vma, entre deux fils bobinés autour du même pôle. Dans le cas présent, V,,,a, est de l'ordre de 700 V.

Au niveau d'un pôle, la différence de potentiel maximum entre les deux bobinages enroulés conjointement n'est pas supérieure à la tension maximale supportée par l'enroulement B,, identifiée par la suite à laquelle s'ajoute la différence de potentiel maximum entre deux fils d'un même bobinage au niveau du même pôle, soit

ou n est le nombre de paires de pôles.

En pratique, pour un circuit d'alimentation connecté au réseau d'alimentation secteur de 230 volts efficaces, compte tenu des variations normalisées, la tension aux bornes du filtre capacitif peut atteindre environ volts, ce qui peut conduire à des tensions lors des commutations d'environ 500 volts. Les potentiels inscrits sur la figure 3 tiennent compte d'une marge de sécurité d'environ , et la tension maximum entre les fils d'un même enroulement reste inférieure à 700 volts.

La tension maximale à laquelle peut être portée le collecteur d'un des transistors est quant à elle inférieure à 1200 volts. C'est cette valeur de tension maximum qui sert à déterminer la gamme du transistor nécessaire.

La figure 4 illustre les valeurs théoriques courants I, et IZ sur les bobinages en fonction du temps, pour un certain point de fonctionnement du moteur, à une vitesse donnée. La figure 5a représente, toujours au niveau théorique, la composition des courants (11-1Z) qui produisent le flux magnétique dans le moteur.

La figure 5b est un oscillogramme representant réellement un point de fonctionnement du moteur, autre que celui de la simulation figure 5a. On observe la similitude de ces deux courbes, avec en plus un battement de fréquence dû à la fréquence du réseau, phénomène induit par la valeur faible condensateur d'entrée 3, dans un souci de respect des normes CEM.

La figure 6 représente la tension mesurée le filtre capacitif.

Comme déjà dit, lorsque chaque transistor T,, TZ est bloqué, l'énergie emmagasinée dans chaque enroulement B,, BZ transite ' une diode DZZ, D11 jusqu'au condensateur d'entrée 3. En raison du couplage imparfait, un courant circule, via les diodes D,, DZ et via le circuit de récupération. Dans une forme avantageuse et économique, un tel circuit de récupération peut être circuit RC parallèle dans lequel la résistance et la capacité sont déterminées de telle sorte que résistance Rd soit apte à dissiper l'énergie correspondant à l'énergie magnétique stockée dans la partie non couplée de l'enroulement au moment de commutation, tandis que le capacité Cd est apte à stocker ladite énergie magnétique sans que la tension à ses bornes ne s'élève au dessus d'une valeur préjudiciable pour les composants 'lectroniques. Le courant parcourant le circuit de dissipation est illustré à la figure 7.

Comme déja dit, lors des phases transitoires, et notamment lors des montées en vitesse, la tension induite du moteur est relativement faible, ce qui conduit à une montée rapide du courant dans les enroulements B1, B2.

Ainsi, à faible vitesse, la commutation intervient rapidement, et la tension du circuit de récupération ainsi que les pertes qu'il dissipe deviennent importantes. C'est pourquoi, lors des phases transitoires, notamment les montées en vitesse, les commandes des transistors sont régulées de manière à moduler, plus précisément à augmenter le temps de non conduction et l'intensité du courant.

Au global, la fréquence de commande des transistors est donc diminuée lorsque le moteur est phase de démarrage.

La figure 8 illustre la réalisation de cette fréquence globale en fonction de la vitesse moteur.

Dans l'exemple particulier décrit ci-avant, au démarrage du moteur, la fréquence commutation est de l'ordre de 2 kHz, alors qu'elle est de 2 à 3 fois plus grande lorsque moteur tourne à sa vitesse nominale.

De la meure manière, pour limiter la dissipation d'énergie dans le circuit récupération, et ainsi le dimensionnement des diodes DI, D2, de la capacité Cd et la résistance Rd, on détermine une valeur limite du courant à laquelle le transistor doit être bloqué. Selon une caractéristique de l'invention, cette limite de courant est inférieure pour des vitesses basses, comparativement au régime nominal. En effet, ' faible vitesse, la tension induite du moteur ne participe pas à la dissipation de l'énergie.

La valeur de la tension d'entrée aura donc tendance à augmenter ainsi que la tension du circuit récupération.

Pour éviter de surdimensionner les composants Rd, Cd du circuit récupération, on préférera donc limiter plus fortement le courant à faible vitesse, en utilisant l'information issue d'un capteur de courant I constitué, comme illustré à la figure 1 par un "shunt" 20 disposé entre la borne négative du filtre capacitif 9 les émetteurs 7, 8 des transistors TI, T2.

Dans l'exemple décrit ci-avant, la valeur du courant maximale est 20 A au régime nominal et cette limite est portée à 10A à faible vitesse, comme illustré à la figure 9. Dans autre variante de réalisation, telle qu'illustrée à la figure 10, les deux interrupteurs statiques présentent en antiparallèle une diode Zener DzI, Dz2, active lors des commutations.

Plus précisément, lorsque le transistor TI s'éteint, le courant dans l'enroulement BI traverse la diode Zener DzI. Grâce au couplage des enroulements B, et B2, un courant opposé prend naissance dans B2, et circule à travers la diode Zener le transistor T2 étant éteint.

En pratique, les diodes Zener peuvent faire l'objet de composants spécifiques pris en antiparallèle des transistors, ou bien encore être intégrées à l'intérieur des composants constituants les interrupteurs (par exemple composants MOS).

Dans ce dernier cas, le circuit d'alimentation s'avère particulièrement intéressant du fait du nombre extrêmement réduit de composants qu'il inclut. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la figure 11, l'onduleur comprend sur chaque bras un circuit de récupération destiné à stocker une partie de l'énergie magnétique emmagasinée dans les enroulements BI, B2 au moment de la commutation. Plus precisément, un tel circuit de récupération, monté en parallèle de l'interrupteur statique, inclut une résistance Z11, et une capacité C, montées en série le tout étant en parallèle du transistor T1.

Une diode<B>Dl,</B> en antiparallèle du transistor est également prévue.

La résistance Z, I peut être constituée d'une résistance simple, ou bien encore de deux résistances mises en série, dont l'une comporte une diode en parallèle, de manière à ce que la résistance présente deux valeurs différentes en fonction du sens du courant. La constante de temps du circuit peut ainsi adopter deux valeurs en fonction de la phase de fonctionnement.

Ainsi, lorsque le transistor T1 s'éteint, le courant circulant dans l'enroulement B1 charge la capacité C, par l'intermédiaire de la résistance Z11. De la sorte, capacité C1 se charge le courant de l'enroulement BI diminue. Dû au couplage des deux bobinages, un courant apparaît sur le bobinage B2 qui décharge le condensateur C2. Au moment de la fermeture du transistor T2, en retard par rapport à l'ouverture de TI, la tension aux bornes ce transistor est nulle ou quasi nulle, permettant de récupérer pratiquement toute l'énergie de commutation.

Il ressort de ce qui précède que le moteur et le circuit d'alimentation associés conformes à l'invention, présentent de multiples avantages, et notamment - un nombre d'interrupteurs statiques limités à deux ; - une limitation de la tension entre les fils des deux enroulements du moteur, grâce à configuration multipolaire ; - rendement satisfaisant grâce à l'élimination des pertes fer par le choix d'un stator sans pièce polaire en fer ; - possibilité de limiter les pertes dans le circuit de dissipation et dimensionnement du même circuit grâce à une régulation simplifiée concernant courant maximum et la fréquence de commutation dans les plages de faible vitesse - bon rendement dû à l'abaissement de l'inductance de phase en configuration multipolaire; - une réduction de la taille du condensateur de filtrage grâce à l'abaissement l'inductance de phase; - une réduction des pertes due au fort couplage et donc à la faible valeur d'inductance de fuite.

Applications <U>industrielles</U> Le moteur électrique et son circuit d'alimentation conformes à l'invention peuvent être employés dans de multiples applications, et notamment dans l'entraînement de turbines ou de ventilateurs.

Ainsi, dans le domaine de l'électroménager, et notamment pour l'équipement d'aspirateurs électriques, l'invention propose une solution parfaitement adaptée économique.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Ensemble moteur électrique sans collecteur dispositif d'alimentation dudit moteur, dans lequel - le moteur présente un nombre de paires pôles n supérieur ou égal à deux, et comporte deux enroulements (BI, B2) constitués chacun d'une pluralité de bobinages (FI-F6 ; GI-G6) en série correspondant chacun à un pôle (Pl-P6) du moteur, les deux enroulements (BI, B2) étant bobinés conjointement de sorte que les bobinages (FI-F6 ; GI-G6) de chaque enroulement (BI, B2) sont magnétiquement couplés pôle par pôle, une des bornes (el) d'un des enroulements (BI) étant électriquement reliée avec la borne (s2) de l'autre enroulement (B2) correspondant à l'extrémité opposée de l'enroulement, pour former un point commun - le dispositif d'alimentation du moteur comporte une source de tension redressée, presentant une borne dite positive et une borne dite négative ; deux interrupteurs statiques unidirectionnels (TI, T2) dont une première borne (7, 8) est reliée à la borne négative (9) de la source de tension, et dont la seconde borne (10, 11) est reliée à une bornes (s1, e2) d'un des enroulements (BI, B2) du moteur, différente du point commun (el, s2) des deux enroulements.

2. Ensemble selon la revendication 1, caractérise en ce que le moteur comporte un stator sans pièce polaire en fer.

3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation du moteur est supérieure à 25000 tours par minute.

4. Ensemble selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les interrupteurs statiques (TI, T2) sont associés à des moyens de commande qui sont aptes à moduler le temps d'ouverture des interrupteurs statiques sur la plage de vitesse du moteur.

5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commande sont aptes à moduler l'intensité maximale admissible pour le courant circulant dans le moteur sur la plage de vitesse du moteur.

6. Ensemble selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les moyens de commande sont connectés à un capteur (20) de courant (I) apte à mesurer le courant circulant dans le moteur.

7. Ensemble selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit dissipatif apte à dissiper une partie l'énergie magnétique emmagasinée dans les enroulements (B1, B2) lorsque les interrupteurs statiques (Tl, T2) s'ouvrent.

8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de dissipation (17) est en partie commun pour les deux enroulements du moteur.

9. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit dissipatif est relié d'une part à la borne dite positive la source de tension, et d'autre part, aux secondes bornes <B>(SI,</B> e2) des interrupteurs statiques (Tl, T2) au moyen de diodes (Dl, D2).

10. Ensemble selon la revendication caractérisé en ce que le circuit dissipatif est constitué par une diode Zener mise parallèle avec chaque interrupteur statique.

11. Ensemble selon les revendications 1 a 6, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de récupération apte à stocker une partie de l'énergie magnétique emmagasinée dans les enroulements (B1, B2), lorsque les interrupteurs statiques (Tl, T2) s'ouvrent.

12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé en ce que le circuit de récupération comporte une résistance et une capacité en série disposées en parallèle avec chaque interrupteur statique.

13. Aspirateur électrique équipé d'un ensemble selon l'une des revendications 1 à 12.