FR2871626A1 - Moteur electrique - Google Patents

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FR2871626A1
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Kazumitsu Moriya
Masayuki Kuwano
Toshio Yamamoto
Yoshiki Nakano
Yasushide Ito
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Asmo Co Ltd
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Asmo Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation

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Abstract

Un moteur électrique comprend un corps principal de culasse cylindrique (53) et une pluralité d'aimants permanents (54) ayant une section transversale arquée.Les aimants permanents (54) sont fixés à une surface circonférentielle interne du corps principal de culasse (53) de telle sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres formant ainsi un anneau. Un nombre pair de pôles magnétiques (55a, 55b) sont formés dans les aimants permanents à des intervalles angulaires prédéterminés suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse. Une paire des pôles magnétiques (55a, 55b) qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont différentes polarités magnétiques les uns des autres, et au moins l'un des aimants permanents est pourvu d'une section où la polarité magnétique change dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.Moteur électrique à courant continu dans lequel des vibrations excitées dans le stator sont supprimées

Description

MOTEUR ELECTRIQUE
La présente invention concerne un moteur électrique.
Un moteur électrique à courant continu typique décrit, par exemple, dans la publication de brevet japonais mise à l'inspection publique n 2003299 269 comprend un stator et un induit (rotor). Le rotor comprend un corps principal de culasse et un nombre pair de pôles magnétiques situés sur le corps principal de culasse. L'induit comprend un noyau d'induit autour duquel un certain nombre de bobines d'induit sont enroulées et un commutateur contre lequel des balais to coulissent. Un tel moteur électrique à courant continu génère une force de rotation par un effet de rectification de l'induit.
Le moteur électrique à courant continu peut générer du bruit et des vibrations en raison de la résonance provoquée par la vibration naturelle du stator. A savoir, la vibration naturelle du stator est excitée par la force de rotation du moteur, amenant ainsi le stator à résonner. Par suite, le moteur électrique à courant continu peut générer du bruit et des vibrations.
Les figures 11(a) à 11(c) sont des diagrammes schématiques montrant des exemples de modes de vibration naturelle d'un stator cylindrique (un corps principal de culasse). Comme montré sur les figures, les modes de vibration naturelle du stator cylindrique comprennent des nombres pairs de noeuds et d'antinoeuds. A savoir, un deuxième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(a) comprend quatre noeuds disposés à des intervalles angulaires de 90 et quatre antinoeuds dont chacun est disposé au milieu des noeuds adjacents. Un troisième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(b) comprend six noeuds disposés à des intervalles angulaires de 60 et six antinoeuds dont chacun est disposé au milieu des noeuds adjacents. Un quatrième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(c) comprend huit noeuds disposés à des intervalles angulaires de 45 et huit antinoeuds dont chacun est disposé au milieu des noeuds adjacents.
Les figures 12(a) à 12(c) sont des diagrammes schématiques destinés à expliquer la relation entre la disposition des aimants permanents et la vibration générée sur le stator. Les flèches montrées sur les figures 12(a) à 12(c) montrent les directions de la vibration. Un nombre pair des aimants permanents sont fixés au corps principal de culasse le long de la direction circonférentielle du corps principal de culasse à des intervalles angulaires prédéterminés. Les polarités des pôles magnétiques des aimants permanents adjacents suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse sont différentes les unes des autres. La figure 12(a) montre un moteur électrique à deux pôles comprenant deux aimants permanents 81, 82. Dans ce cas, la vibration comportant deux noeuds et deux antinoeuds est excitée R.\Brevets\23900\23999.doc - 13 juin 2005 1/33 dans le stator. Chaque noeud est disposé au centre de l'un des aimants permanents 81, 82 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse. Chaque antinoeud est disposé au milieu des extrémités des aimants permanents adjacents 81, 82. La vibration est excitée en raison des deux facteurs suivants. Un facteur est que la rigidité de sections du stator entre les extrémités des aimants permanents adjacents 81, 82 est inférieure à la rigidité des sections du stator au niveau duquel les aimants permanents 81, 82 sont disposés. L'autre facteur est la fonction magnétique causée par la rotation du moteur électrique au milieu des extrémités des aimants permanents adjacents 81, 82, à savoir au niveau de sections où la polarité magnétique est changée. La figure 12(b) montre un moteur électrique à quatre pôles comprenant quatre aimants permanents 83 à 86. Dans ce cas, une vibration comprenant quatre noeuds et quatre antinoeuds est excitée dans le stator. La figure 12(c) montre un moteur électrique à six pôles comprenant six aimants permanents 87 à 92. Dans ce cas, une vibration comprenant six noeuds et six antinoeuds est excitée dans le stator.
La disposition des noeuds et des antinoeuds de la figure 12(b) coïncide avec celle du deuxième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(a). En conséquence, dans le moteur électrique de la figure 12(b), la vibration naturelle du stator est excitée dans le deuxième mode de vibration naturelle, qui entraîne la résonance du stator. Par ailleurs, la disposition des noeuds et des antinoeuds de la figure 12(c) coïncide avec le troisième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(b). En conséquence, dans le moteur électrique de la figure 12(c), la vibration naturelle du stator est excitée dans le troisième mode de vibration naturelle, qui entraîne la résonance du stator. Comme décrit ci- dessus, la résonance du stator provoquée de cette manière est l'une des causes des vibrations et du bruit du moteur électrique.
En conséquence, un objectif de la présente invention consiste à proposer un moteur électrique qui supprime les vibrations excitées dans un stator qui entraînent des vibrations et du bruit.
La présente invention propose un moteur électrique comprenant un corps principal de culasse cylindrique et une pluralité d'aimants permanents ayant une section transversale arquée est proposé, les aimants permanents étant fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse de sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse formant ainsi un anneau, le moteur étant caractérisé en ce qu'un nombre pair de pôles magnétiques sont formés dans les aimants permanents à des intervalles réguliers prédéterminés suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse une paire des pôles magnétiques qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont des R:\Brevets\23900\23999 doc - 13 juin 2005 2/33 polarités magnétiques différentes les uns des autres, et au moins un des aimants permanents est pourvu d'une section où la polarité magnétique change dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse Selon un mode de réalisation, la surface frontière entre le au moins un aimant permanent et au moins un des deux aimants permanents qui sont adjacents à au moins un aimant permanent dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques.
Selon un autre mode de réalisation, les surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse sont chacune situées au niveau du point médian du pôle correspondant des pôles magnétiques dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un mode de réalisation, lorsque le nombre des aimants permanents est représenté par X, le nombre des pôles magnétiques est de 2X, la polarité magnétique de la section médiane de chaque aimant permanent dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse diffère de la polarité magnétique des sections d'extrémité de l'aimant permanent dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse et la dimension angulaire de la section médiane de chaque aimant permanent dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est de 360/2X degrés.
De préférence, la dimension angulaire des sections d'extrémité de chaque aimant permanent) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est de 360/4X degrés chacune.
Selon un autre aspect, l'invention propose un moteur électrique comprenant un corps principal de culasse cylindrique et une pluralité d'aimants permanents ayant une section transversale arquée, dans lequel les aimants permanents sont fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse de telle sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse formant ainsi un anneau, le moteur étant caractérisé en ce que la polarité magnétique de la section médiane de chaque aimant permanent dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse diffère de la polarité magnétique des sections d'extrémité des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un autre aspect, l'invention propose un moteur électrique comprenant un corps principal de culasse cylindrique et un nombre impair d'aimants permanents dont le nombre est plus grand que ou égal à trois. Les aimants permanents ont une section transversale arquée, et sont fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse de telle sorte que les aimants permanents sont continus les uns R: \Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 3/33 avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse, formant ainsi un anneau. Les longueurs des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse sont égales les unes aux autres. Des nombres pairs de pôles magnétiques sont formés dans les aimants permanents suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse à des intervalles angulaires prédéterminés les uns des autres. Une paire de pôles magnétiques qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont différentes polarités magnétiques les uns par rapport aux autres.
De préférence, le nombre des aimants permanents est de trois.
Selon un mode de réalisation, les longueurs des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse sont égales les unes aux autres.
Selon un autre mode de réalisation, la longueur d'au moins l'un des aimants permanents diffère de la longueur d'un autre des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un autre mode de réalisation, le nombre des aimants permanents est différent du diviseur du nombre des pôles magnétiques.
Le moteur électrique peut présenter un induit situé sur le côté interne des aimants permanents, l'induit comprenant une pluralité de dents s'étendant dans la direction radiale du corps principal de culasse, des bobines formés en enroulant un fil autour des dents par l'intermédiaire d'un enroulement concentré, un commutateur auquel les extrémités des bobines sont connectées et des balais, qui fournissent l'alimentation électrique aux bobines par l'intermédiaire du commutateur.
Au moins une des surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse coïncide de préférence avec une section où la polarité magnétique change dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un mode de réalisation, des parties frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont chacune une première section et une seconde section qui sont déplacées l'une de l'autre dans la direction axiale du corps principal de culasse, et chaque première section est déplacée de la seconde section correspondante dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un autre mode de réalisation, des parties frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques qui sont adjacents l'un à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont chacune une section médiane dans R:\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 4/33 la direction axiale du corps principal de culasse et des sections d'extrémité dans la direction axiale du corps principal de culasse et chaque section médiane est déplacée des sections d'extrémité correspondantes dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Selon un autre mode de réalisation, le corps principal de culasse comprend une pluralité de saillies s'étendant radialement vers l'extérieur du corps principal de culasse, au moins l'une des surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est agencée pour être alignée avec une saillie correspondante des saillies dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse D'autres aspects et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, prise conjointement avec les dessins annexés, illustrant à titre d'exemple les principes de l'invention.
L'invention, conjointement avec ses objets et avantages, peut être comprise au mieux en référence à la description suivante des modes de réalisation présentement préférés conjointement avec les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique illustrant un moteur électrique à courant continu selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue agrandie du moteur électrique à courant continu montré sur la figure 1; la figure 3(a) est un diagramme schématique illustrant le stator du moteur électrique à courant continu montré sur la figure 1 pour montrer la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; la figure 3(b) est un diagramme schématique illustrant les aimants permanents du moteur électrique à courant continu montré sur la figure 1 pour expliquer la vibration excitée dans le stator; la figure 4(a) est un diagramme schématique illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention pour montrer la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; la figure 4(b) est un diagramme schématique montrant les aimants permanents du moteur électrique à courant continu du deuxième mode de réalisation pour expliquer la vibration excitée dans le stator; la figure 5(a) est un diagramme schématique illustrant un stator de moteur électrique à courant continu selon un troisième mode de réalisation de la présente invention pour montrer la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; R\Brevets\23900\23999doc - 13 juin 2005 - 5/33 la figure 5(b) est un diagramme schématique illustrant les aimants permanents du moteur électrique à courant continu du troisième mode de réalisation pour expliquer la vibration excitée dans le stator; la figure 6 est un diagramme schématique illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention pour montrer la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; la figure 7(a) est une vue agrandie illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention pour montrer la disposition des aimants permanents; la figure 7(b) est une vue agrandie illustrant le stator du moteur électrique à courant continu du cinquième mode de réalisation montrant la disposition des pôles magnétiques formés dans les aimants permanents; la figure 8(a) est un diagramme schématique illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un sixième mode de réalisation de la présente invention pour montrer la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; la figure 8(b) est une vue agrandie illustrant le stator du moteur électrique à courant continu du sixième mode de réalisation montrant la disposition des pôles 20 magnétiques par rapport aux aimants permanents; la figure 9(a) est une vue agrandie illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un mode de réalisation modifié de la présente invention pour montrer la disposition des aimants permanents; les figures 9(b) à 9(e) sont des vues agrandies illustrant le stator du moteur électrique à courant continu du mode de réalisation modifié pour montrer l'agencement des pôles magnétiques formés dans les aimants permanents; la figure 10 est une vue agrandie illustrant un stator d'un moteur électrique à courant continu selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention montrant la disposition des pôles magnétiques par rapport aux aimants permanents; les figures 11(a) à 11(c) sont des diagrammes schématiques pour expliquer les modes de vibration naturelle du corps principal de culasse cylindrique; et les figures 12(a) à 12(c) sont des diagrammes schématiques pour expliquer la relation entre le dispositif des aimants permanents et la vibration générée dans le stator.
On décrira à présent un premier mode de réalisation de la présente invention en référence aux figures 1 à 3(b).
La figure 1 est une vue schématique d'un moteur électrique à courant continu 50 selon le premier mode de réalisation. Comme montré sur la figure 1, le moteur R:\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 6/33 électrique à courant continu 50 comprend un stator 51 et un rotor, qui est un induit 52 dans le premier mode de réalisation. Le stator 51 comprend un corps principal de culasse cylindrique 53 et trois aimants permanents 54 fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53.
Chaque aimant permanent 54 a une section transversale arquée. Les longueurs des aimants permanents 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les aimants permanents 54 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53 de telle sorte que les aimants permanents 54 reposent en continu sur la circonférence entière du corps principal de culasse 53, formant ainsi un anneau. En conséquence, les aimants permanents 54 sont disposés à des intervalles de 120 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
La polarité magnétique de la section médiane de chaque aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est différente de celle des sections d'extrémité de l'aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Plus spécifiquement, la section médiane de chaque aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une première partie polarisée 54a ayant les caractéristiques du pôle sud (S). Les sections d'extrémité de chaque aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forment des secondes parties polarisées 54b, 54c ayant les caractéristiques du pôle nord (N). En conséquence, comme montré sur la figure 1, les aimants permanents 54 comprennent trois pôles magnétiques S 55a, qui comprennent les premières parties polarisées 54a, et trois pôles magnétiques N 55b, qui comprennent les secondes parties polarisées 54b, 54c.
La longueur de chacune des secondes parties polarisées 54b, 54c dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 vaut la moitié de la longueur de chaque première partie polarisée 54a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Puisque la dimension angulaire de chaque aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est de 120 , la dimension angulaire de chaque première partie polarisée 54a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est de 60 , et la dimension angulaire de chacune des secondes parties polarisées 54b, 54c dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est de 30 . En conséquence, les pôles magnétiques 55a, 55b sont disposés à des intervalles de 60 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. A cet égard, toutefois, une paire des pôles magnétiques 55a, 55b adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 ont une polarité différente les uns R:ABrevets\23900A23999.doc - 13 juin 2005 - 7/33 aux autres. En d'autres termes, les pôles magnétiques S 55a et les pôles magnétiques N 55b sont disposés de manière alternée dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Les épaisseurs des pôles magnétiques 55a, 55b dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 54 dans la direction radiale du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 55a, 55b sont également égales les unes aux autres. De cette manière, le stator 51 comprend les six pôles magnétiques 55a, 55b qui sont disposés de manière alternée de telle sorte que la polarité change à des intervalles de 60 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Puisque les pôles magnétiques 55a, 55b sont disposés comme décrit ci-dessus, chaque aimant permanent 54 comporte deux sections où la polarité magnétique change. En d'autres termes, chaque aimant permanent 54 comprend des sections qui ont différentes polarités magnétiques les unes des autres et qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. De plus, chaque surface frontière entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 55b.
L'induit 52 est disposé avec faculté de rotation sur le côté interne des aimants permanents 54. L'induit 52 comporte un arbre rotatif 52a. Un noyau d'induit 52b est fixé à l'arbre rotatif 52a. Le noyau 52b comporte huit dents, ou première à huitième dents 56a à 56h. Des première à huitième fentes 57a à 57h sont chacune formée entre une paire des dents 56a à 56h qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Sur la figure 1, les première à huitième dents 56a à 56h et les première à huitième fentes 57a à 57h sont disposées dans le sens des aiguilles d'une montre, et la première fente 57a est située entre la quatrième dent 56d et la cinquième dent 56e.
L'induit 52 comporte en outre un commutateur 58. Le commutateur 58 comporte 24 segments, ou premier à vingt-quatrième segments 1 à 24. les segments 1 à 24 sont disposés à des intervalles angulaires égaux suivant la direction circonférentielle de l'arbre rotatif 52a. Les premier à vingt- quatrième segments 1 à 24 sont disposés dans le sens des aiguilles d'une montre tel qu'on les voit sur la figure 1. Le premier segment 1 est situé en correspondance à la position médiane de la première fente 57a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, le premier segment 1 est situé en correspondance à la position médiane entre la quatrième dent 56d et la cinquième dent 56e.
Comme montré sur les figures 1 et 2, un fil 59 est tout d'abord connecté au premier segment 1 et est enroulé autour de la sixième dent 56f entre la troisième R:1Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 8/33 fente 57c et la deuxième fente 57b d'un nombre de tours prédéterminé, qui est ensuite connecté au dixième segment 10. Après être connecté au dixième segment 10, le fil 59 est enroulé autour de la première dent 56a située entre la sixième fente 57f et la cinquième fente 57e d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au dix-neuvième segment 19. Après être connecté au dix-neuvième segment 19, le fil 59 est enroulé autour de la quatrième dent 56d située entre la première fente 57a et la huitième fente 57h d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au quatrième segment 4. La figure 1 montre une partie du fil 59 à partir de l'endroit où le fil 59 est connecté au premier segment 1 jusqu'à l'endroit où le fil 59 est connecté au quatrième segment 4 avec un trait interrompu.
Après être connecté au quatrième segment 4, le fil 59 est enroulé autour de la septième dent 56g située entre la quatrième fente 57d et la troisième fente 57c d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au treizième segment 13. Après être connecté au treizième segment 13, le fil 59 est enroulé autour de la deuxième dent 56b située entre la septième fente 57g et la sixième fente 57f d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au vingt-deuxième segment 22. Après être connecté au vingt-deuxième segment 22, le fil 59 est enroulé autour de la cinquième dent 56e située entre la deuxième fente 57b et la première fente 57a d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au septième segment 7.
La figure 1 montre une partie du fil 59 à partir de l'endroit où le fil 59 est connecté au quatrième segment 4 jusqu'à l'endroit où le fil 59 est connecté au septième segment 7 avec un trait continu.
Après être connecté au septième segment 7, le fil 59 est connecté à la huitième dent 56h située entre la cinquième fente 57e et la quatrième fente 57d d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au seizième segment 16. Après être connecté au seizième segment 16, le fil 59 est enroulé autour de la troisième dent 56c située entre la huitième fente 57h et la septième fente 57g d'un nombre prédéterminé de tours, qui est ensuite connecté au premier segment 1. De cette manière, l'enroulement du fil 59 est achevé. La figure 1 montre une partie du fil 59 à partir de l'endroit où le fil 59 est connecté au septième segment 7 jusqu'à l'endroit où le fil 59 est connecté au premier segment 1 avec une ligne à chaîne à tiret double.
En d'autres termes, dans le premier mode de réalisation, le fil 59 est connecté tous les trois segments 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22 parmi les premier à vingt-quatrième segments 1 à 24. La connexion aux segments 1, 4, 10, 13, 16, 19 et 22 et l'enroulement sur les dents 56a à 56h sont répétés de manière alternée, formant huit bobines d'induit, ou des première à huitième bobines 60a à 60h. A savoir, le moteur électrique à courant continu 50 du premier mode de réalisation est configuré par six R:\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 9/33 pôles, huit bobines et vingt-quatre segments. Dans le premier mode de réalisation, le fil 59 est enroulé autour des dents 56a à 56h par un enroulement concentré.
Six balais maintenus par un porte-balai, qui n'est pas représenté, ou des premier à sixième balais 61a à 61f coulissent contre le commutateur 58. Les balais 61a à 61f sont disposés à des intervalles de 60 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 de sorte que l'axe de chacun des balais 61a à 61f suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est aligné avec le point central d'un pôle correspondant des pôles magnétiques 55a, 55b suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Les premier à sixième balais 61a à 61f sont disposés dans les sens des aiguilles d'une montre tel qu'on les voit sur la figure 1. Les premier, troisième et cinquième balais 61 a, 61c et 61e sont des balais d'anode (positifs), et les deuxième, quatrième et sixième balais 61b, 61d et 61f sont des balais de cathode (négatifs). L'induit 52 du moteur électrique à courant continu 50 est mis en rotation lorsqu'un courant d'attaque est fourni par l'intermédiaire du commutateur 58 en utilisant les balais 61a à 61f.
Par la suite, on décrira les fonctionnements du moteur électrique à courant continu 50 montré sur la figure 1, à savoir la vibration du stator 51 qui accompagne la rotation de l'induit 52, en référence aux figures3(a) et 3(b). La figure 3(a) est un diagramme schématique du stator 51 montrant la disposition des pôles magnétiques 55a, 55b par rapport aux aimants permanents 54. Sur le dessin, parmi les segments en ligne droite qui s'étendent dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits continus, et les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits interrompus. La figure 3(b) est un diagramme schématique des aimants permanents 54 pour expliquer la vibration excitée dans le stator 51. Sur la figure 3(b), les flèches indiquent les directions de la vibration du stator 51.
Comme montré sur la figure 3(a), chaque aimant permanent 54 comprend des sections qui ont différentes polarités magnétiques les unes des autres et qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, chaque surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un aimant correspondant des aimants permanents 54. De R:1Brevets\23900\23999.doc - 13 juin 2005 - 10/33 plus, chaque surface frontière entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 55b. La vibration est excitée dans le stator 51 comme montré sur la figure 3(b) selon un fonctionnement du moteur électrique à courant continu 50, à savoir la rotation de l'induit 52. La vibration établit, comme antinoeuds, des sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune à la surface frontière entre une paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, et comme noeuds, des sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune au point central de l'un des pôles magnétiques 55a, 55b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Dans le premier mode de réalisation, des sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune à la surface frontière entre une paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont chacune renforcées par l'aimant permanent 54 correspondant contre l'antinoeud de la vibration excitée dans le stator 51. En conséquence, la vibration excitée dans le stator 51 est supprimée.
Le premier mode de réalisation fournit les avantages suivants.
(1) Chaque surface frontière entre une paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un aimant correspondant des aimants permanents 54, et chaque surface entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 55b. En conséquence, les sections du stator 51 (le corps principal de culasse 53) correspondant chacune à la surface frontière entre un paire des pôles magnétiques 55a, 55b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont chacune renforcée par l'aimant permanent correspondant 54 contre l'antinoeud de la vibration excitée dans le stator 51 selon la rotation de l'induit 52. En conséquence, la vibration excitée dans le stator 51 est supprimée, supprimant ainsi la résonance du stator 51. En conséquence, le bruit et la vibration générés dans le moteur électrique 50 sont réduits. La vibration excitée dans le stator 51 du moteur électrique 50 montré sur la figure 1 correspond au troisième mode de vibration naturelle montré sur la figure 11(b).
(2) Le nombre des aimants permanents 54 inclus dans le moteur électrique 50 montré sur la figure 1 est de trois, qui est un nombre impair. Par ailleurs, puisque le nombre des pôles magnétiques 55a, 55b inclus dans les aimants permanents 54 est de six, qui est un nombre pair, le nombre des sections où la polarité magnétique change R.\Brevets\23900\23999 doc - 13 juin 2005 - 11/33 est également de six, qui est un nombre pair. En conséquence, au moins l'un des aimants permanents 54 est pourvu de la section où la polarité magnétique change. Ainsi, la vibration excitée dans le stator 51 est supprimée avec une configuration très simple. En particulier, puisque le nombre des aimants permanents 54 est un nombre impair, le nombre des surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est également un nombre impair. En d'autres termes, le nombre des sections du corps principal de culasse 53 où la rigidité est relativement basse et qui tendent à devenir les antinoeuds de la vibration est également un nombre impair. Ceci supprime davantage l'excitation de la vibration naturelle dans le corps principal de culasse 53 (le stator 51).
(3) Les longueurs des aimants permanents 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont fixées égales les unes aux autres. En conséquence, les surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, en d'autres termes, les sections du corps principal de culasse 53 où la rigidité est relativement basse et qui tendent à devenir les antinoeuds de la vibration sont disposées à des intervalles angulaires égaux suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En conséquence, même si la vibration est excitée dans le stator 51, la vibration n'est pas concentrée au niveau d'une partie dans la direction circonférentielle du stator 51, mais est distribuée dans la direction circonférentielle du stator 51.
(4) Les aimants permanents 54 viennent buter contre et sont fixés sur la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53 de sorte que les aimants permanents 54 reposent en continu suivant la circonférence entière du corps principal de culasse 53, formant ainsi un anneau. Ceci améliore la rigidité du stator 51 entier.
(5) Dans le premier mode de réalisation, les surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 ne coïncident avec aucune des sections où la polarité magnétique change. Ceci stabilise la variation de la densité de flux magnétique entre les pôles magnétiques 55a, 55b et supprime l'influence nocive de la denture ou similaire.
(6) La longueur de chaque seconde partie polarisée 54b, 54c dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 vaut la moitié de la longueur de chaque première partie polarisée 54a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Chaque aimant permanent 54 est axisymétrique par rapport à un axe de l'aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En conséquence, même si chaque aimant permanent 54 est R\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 12/33 fixé au corps principal de culasse 53 avec les parties polarisées 54b, 54c qui sont inversées, on ne trouve aucune influence. Ainsi, les aimants permanents 54 sont facilement installés dans le corps principal de culasse 53.
(7) Chaque surface frontière située entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située en un point médian du pôle correspondant des pôles magnétiques 55a, 55b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, sur la supposition qu'un pôle correspondant des pôles magnétiques 55b est un premier pôle magnétique, et que deux pôles magnétiques 55a qui sont adjacents au premier pôle magnétique dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont un second pôle magnétique et un troisième pôle magnétique, chaque surface frontière entre une paire des aimants permanents 54 adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située en un point médian entre la surface frontière entre le premier pôle magnétique et le deuxième pôle magnétique et la surface frontière entre le premier pôle magnétique et le troisième pôle magnétique. En conséquence, chaque surface frontière entre une paire des aimants permanents 54 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est disposée plus éloignée de la section correspondante où la polarité magnétique change. Plus spécifiquement, chaque surface frontière est disposée à des intervalles de 30 de la section correspondante où la polarité magnétique change. En conséquence, la vibration excitée dans le stator 51 est supprimée de manière plus fiable.
(8) Le nombre des aimants permanents 54 inclus dans le moteur électrique 50 montré sur la figure 1, est un nombre impair minimal autre que un, qui est de trois. En conséquence, la dimension angulaire de l'aimant permanent 54 est aussi grande que 120 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Ainsi, les aimants permanents 54 renforcent davantage le corps principal de culasse 53 et la vibration excitée dans le stator 51 est supprimée de manière plus fiable.
(9) Le fil 59 est enroulé autour des dents 56a à 56h par l'intermédiaire de l'enroulement concentré pour former les bobines 60a à 60h. En conséquence, une grande force d'attraction/répulsion est susceptible de se produire. Toutefois, selon le moteur électrique 50 montré sur la figure 1, la force d'attraction/répulsion supprime la vibration excitée dans le stator 51 de manière appropriée.
On décrira à présent un deuxième mode de réalisation de la présente invention en référence aux figures 4(a) et 4(b). Le moteur électrique à courant continu du deuxième mode de réalisation diffère du moteur électrique à courant continu 50 du premier mode de réalisation en ce que le nombre des pôles magnétiques 55a, 55b R\Brevets\23900\23999 doc - 13 juin 2005 - 13/33 n'est pas de six mais de quatre. On discutera cidessous principalement des différences avec le premier mode de réalisation, et les explications de composants qui sont similaires ou identiques aux composants du premier mode de réalisation sont omises.
La figure 4(a) est un diagramme schématique d'un stator du moteur électrique à courant continu selon le deuxième mode de réalisation pour montrer la disposition des pôles magnétiques 69a, 69b par rapport aux aimants permanents 66, 67, 68. La figure 4(b) est un diagramme schématique des aimants permanents 66 à 68 pour expliquer la vibration excitée dans le stator. Comme montré sur la figure 4(a), trois aimants permanents 66 à 68 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53. Les aimants permanents 66 à 68 ont chacun une section transversale arquée, et les longueurs des aimants permanents 66 à 68 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les aimants permanents 66 à 68 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53 de telle sorte que les aimants permanents 66 à 68 reposent en continu suivant la circonférence entière du corps principal de culasse 53, formant ainsi un anneau.
La polarité magnétique d'une extrémité des aimants permanents 66, 68 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 diffère de celle de l'autre extrémité des aimants permanents 66, 68 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Plus spécifiquement, une extrémité des aimants permanents 66, 68 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme des premières parties polarisées 66a, 68b qui ont les caractéristiques du pôle S, et l'autre extrémité des aimants permanents 66, 68 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme des secondes parties polarisées 66b, 68a, qui ont les caractéristiques du pôle N. La polarité magnétique de la section médiane de l'aimant permanent 67 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 diffère de celle des sections d'extrémité de l'aimant permanent 67 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Plus spécifiquement, la section médiane de l'aimant permanent 67 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une première partie polarisée 67a, qui a les caractéristiques du pôle N, et les sections d'extrémité de l'aimant permanent 67 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme des secondes parties polarisées 67b, 67c qui ont les caractéristiques du pôle S. En conséquence, comme montré sur la figure 4(a), les aimants permanents 66 à 68 comprennent le pôle magnétique S 69a comprenant les parties polarisées 66a, 67c et le pôle magnétique S 69a comprenant les parties polarisées 67b, 68b et le pôle magnétique N 69b comprenant la partie polarisée 67a, et le pôle magnétique N 69b R.\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 14/33 comprenant les parties polarisées 66b, 68a. Les pôles magnétiques 69a, 69b sont disposés à des intervalles de 90 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. A cet égard, toutefois, les polarités de la paire des pôles magnétiques 69a, 69b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont différentes les unes des autres. En d'autres termes, les pôles magnétiques S 69a et les pôles magnétiques N 69b sont disposés de manière alternée dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Les épaisseurs des pôles magnétiques 69a, 69b dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 66 à 68 dans la direction radiale du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. De plus, les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 69a, 69b sont aussi égales les unes aux autres. Comme décrit ci-dessus, le stator comprend les quatre pôles magnétiques 69a, 69b de polarité alternée disposés à des intervalles de 90 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
Sur la figure 4(a), parmi les segments en ligne droite qui s'étendent dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière entre une paire des aimants permanents 66 à 68 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits continus, et les segments en ligne droite passant par la surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 69a, 69b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits interrompus. Comme montré sur la figure 4(a), chaque aimant permanent 66 à 68 comprend des sections qui ont différentes polarités magnétiques les unes des autres et qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, chaque surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 69a, 69b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un aimant correspondant des aimants permanents 66 à 68. De même, chaque surface frontière entre une paire des aimants permanents 66 à 68 adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 69a, 69b. Sur la figure 4(b), les flèches montrent les directions de la vibration du stator. La vibration est excitée dans le stator comme montré sur la figure 4(b) selon le fonctionnement du moteur électrique à courant continu, à savoir la rotation de l'induit. La vibration établit, comme antinoeuds, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant aux surfaces frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques 69a, 69b qui sont adjacents les uns aux autres dans R: \ Brevets\23900\23999.doc - 13 juin 2005 - 15/33 la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, et comme n uds, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune au point central de l'un des pôles magnétiques 69a, 69b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Dans le deuxième mode de réalisation, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune à la surface frontière entre une paire des pôles magnétiques 69a, 69b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont chacune renforcée par un aimant correspondant des aimants permanents 66 à 68 contre l'antinoeud et la vibration excitée dans le stator. En conséquence, la vibration excitée dans le stator est supprimée.
Le deuxième mode de réalisation fournit les avantages qui sont identiques aux avantages (1) à (5), (8) et (9) du premier mode de réalisation.
On décrira à présent un troisième mode de réalisation de la présente invention en référence aux figures 5(a) et 5(b). Un moteur électrique à courant continu du troisième mode de réalisation diffère du moteur électrique à courant continu 50 du premier mode de réalisation en ce que le nombre des pôles magnétiques n'est pas de six mais de deux. En conséquence, on discutera principalement ci-dessous des différences avec le premier mode de réalisation, et les explications des composants qui sont similaires ou identiques aux composants du premier mode de réalisation sont omises.
La figure 5(a) est un diagramme schématique d'un stator du moteur électrique à courant continu selon le troisième mode de réalisation pour montrer la disposition des pôles magnétiques 74a, 74b par rapport aux aimants permanents 71, 72, 73, la figure 5(b) est un diagramme schématique des aimants permanents 71 à 73 pour expliquer la vibration excitée dans le stator. Comme montré sur la figure 5(a), trois aimants permanents 71 à 73 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53. Les aimants permanents 71 à 73 ont chacun une section transversale arquée, et les longueurs des aimants permanents 71 à 73 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les aimants permanents 71 à 73 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53 de telle sorte que les aimants permanents 71 à 73 reposent en continu suivant la circonférence entière du corps principal de culasse 53, formant ainsi un anneau.
Une extrémité de l'aimant permanent 71 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une partie polarisée 71a, qui a les caractéristiques du pôle S, et l'autre extrémité de l'aimant permanent 71 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une partie non polarisée 71b. Les polarités magnétiques des extrémités de l'aimant permanent 72 R. \Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 16/33 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont différentes les unes des autres. Plus spécifiquement, la section médiane de l'aimant permanent 72 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une partie non polarisée 72a. Une extrémité de l'aimant permanent 72 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une première partie polarisée 72b, qui a les caractéristiques du pôle N, et l'autre extrémité de l'aimant permanent 72 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une seconde partie polarisée 72c, qui a les caractéristiques du pôle S. Une extrémité de l'aimant permanent 73 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une partie non polarisée 73a, et l'autre extrémité de l'aimant permanent 73 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme une partie polarisée 73b, qui a les caractéristiques du pôle N. En conséquence, comme montré sur la figure 5(a), les aimants permanents 71 à 73 comprennent le pôle magnétique S 74a, qui comprend les parties polarisées 71 a, 72c, et le pôle magnétique N 74b, qui comprend les parties polarisées 72b, 73b. Les pôles magnétiques 74a, 74b sont disposés à des intervalles de 180 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, le pôle magnétique S 74a et le pôle magnétique N 74b sont disposés opposés l'un à l'autre. Les épaisseurs des pôles magnétiques 74a, 74b dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 71 à 73 dans la direction radiale du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 74a, 74b sont aussi égales les unes aux autres. Comme décrit ci-dessus, le stator comprend les deux pôles magnétiques 74a, 74b de polarité alternée agencés à des intervalles de 180 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
Sur la figure 5(a), parmi les segments en ligne droite qui s'étendent dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière entre une paire des aimants permanents 71 à 73 qui sont adjacents l'un à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits continus, et les segments en ligne droite qui passent par les extrémités des pôles magnétiques 74a, 74b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits interrompus. Comme montré sur la figure 5(a), chaque aimant permanent 71 à 73 comprend une section ayant une polarité magnétique et une section n'ayant pas de polarité magnétique qui sont adjacentes l'une à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, chaque partie frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une partie des pôles magnétiques 74a, 74b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction R: \Brevets\ 23900\23999.doc - 13 juin 2005 - 17/33 circonférentielle du corps principal de culasse 53 est située dans un aimant permanent correspondant des aimants permanents 71 à 73. De plus, deux des surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des aimants permanents 71 à 73 qui sont adjacents l'un à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, sont chacune comprises dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 74a, 74b.
Sur la figure 5(b), les flèches montrent les directions de la vibration du stator. La vibration est excitée dans le stator comme montré sur la figure 5(b) selon le fonctionnement du moteur électrique à courant continu, à savoir la rotation de l'induit. La vibration établit, comme antinoeuds, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant aux points médians chacun situé entre l'extrémité du pôle magnétique 74a et l'extrémité du pôle magnétique 74b qui sont adjacentes l'une à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, et comme noeuds, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune au point central de l'un des pôles magnétiques 74a, 74b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Dans le troisième mode de réalisation, une section du corps principal de culasse 53 correspondant à l'un des points médians chacun situés entre l'extrémité du pôle magnétique 74a et l'extrémité du pôle magnétique 74b qui sont adjacentes l'une à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 est renforcée par l'aimant permanent 72 contre l'antinoeud de la vibration excitée dans le stator. En conséquence, la vibration excitée dans le stator est supprimée.
Le troisième mode de réalisation fournit les avantages qui sont identiques aux avantages (1) à (5), (8) et (9) du premier mode de réalisation.
On décrira à présent un quatrième mode de réalisation de la présente invention en référence à la figure 6. Un moteur électrique à courant continu du quatrième mode de réalisation diffère du moteur électrique à courant continu 50 du premier mode de réalisation en ce que le nombre des aimants permanents n'est pas de trois mais de quatre. On discutera principalement ci-dessous des différences avec le premier mode de réalisation, et les explications des composants qui sont similaires ou identiques aux composants du premier mode de réalisation sont omises.
La figure 6 est un diagramme schématique d'un stator du moteur électrique à courant continu selon le quatrième mode de réalisation pour montrer la disposition des pôles magnétiques 79a, 79b par rapport aux aimants permanents 75, 76, 77 et 78.
Comme montré sur la figure 6, quatre aimants permanents 75 à 78 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53. Les aimants permanents 75 à 78 ont chacun une section transversale arquée, et les longueurs des aimants permanents 75 à 78 dans la direction circonférentielle du corps principal de R:\Brevets\23900\23999.doc - 28 juillet 2005 - 18/33 i culasse 53 sont égales les unes aux autres. Les aimants permanents 75 à 78 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 53 de telle sorte que les aimants permanents 75 à 78 reposent en continu suivant la circonférence entière du corps principal de culasse 53, formant ainsi un anneau.
La polarité magnétique d'une extrémité des aimants permanents 75 à 78 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 diffère de celle de l'autre extrémité des aimants permanents 75 à 78 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Plus spécifiquement, une extrémité des aimants permanents 75 à 78 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme des premières parties polarisées 75a, 76a, 77b et 78b qui ont les caractéristiques du pôle S, et l'autre extrémité des aimants permanents 75 à 78 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 forme des secondes parties polarisées 75b, 76b, 77a et 78a, qui ont les caractéristiques du pôle N. En conséquence, comme montré sur la figure 6, les aimants permanents 75 à 78 comprennent le pôle magnétique S 79a qui comprend la partie polarisée 75a, le pôle magnétique S 79a, qui comprend la partie polarisée 78b et le pôle magnétique S 79a, qui comprend lesparties polarisées 76a, 77b et le pôle magnétique N 79b qui comprend la partie polarisée 76b, le pôle magnétique N 79b, qui comprend la partie polarisée 77a, et le pôle magnétique N 79b, qui comprend les parties polarisées 75b, 78a. Les pôles magnétiques 79a, 79b sont disposés à des intervalles de 60 les uns par rapport aux autres suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. A cet égard, toutefois, les polarités d'une paire des pôles magnétiques 79a, 79b adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont différentes les unes des autres. En d'autres termes, les pôles magnétiques S 79a et les pôles magnétiques N 79b sont disposés de manière alternée dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Les épaisseurs des pôles magnétiques 79a, 79b dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 75 à 78 dans la direction radiale du corps principal de culasse 53 sont égales les unes aux autres.
Les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 79a, 79b sont aussi égales les unes aux autres. Comme décrit ci-dessus, le stator comprend six pôles magnétiques 79a, 79b de polarité alternée agencés à des intervalles de 60 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
Sur la figure 6, parmi les segments en ligne droite qui s'étendent dans la direction radiale du corps principal de culasse 53, les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière entre une paire des aimants permanents 75 à 78 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits continus, et les segments en ligne R:\Brevets\23900123999.doc - 28 juillet 2005 - 19/33 droite passant chacun par la surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 79a, 79b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont indiqués par des traits interrompus. Comme montré sur la figure 6, chaque aimant permanent 75 à 78 comprend des sections qui ont différentes polarités magnétiques les unes des autres et qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. En d'autres termes, quatre des surfaces frontières (les sections où la polarité magnétique change) dont chacune est située entre une paire des pôles magnétiques 79a, 79b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 sont chacune situées dans un aimant correspondant des aimants permanents 75 à 78. Deux des surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des aimants permanents 75 à 78 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, sont chacune situées dans un pôle correspondant des pôles magnétiques 79a, 79b.
La vibration est excitée dans le stator (voir la figure 3(b)) selon le fonctionnement du moteur électrique à courant continu, à savoir la rotation de l'induit 52. La vibration établit, comme antinoeuds, des sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune à la surface frontière entre une paire des pôles magnétiques 79a, 79b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, et comme noeuds, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant chacune au point central de l'un des pôles magnétiques 79a, 79b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53. Dans le quatrième mode de réalisation, les sections du corps principal de culasse 53 correspondant aux quatre surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des pôles magnétiques 79a, 79b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53, sont chacune renforcées par un aimant correspondant des aimants permanents 75 à 78 contre l'antinoeud de la vibration excitée dans le stator. En conséquence, la vibration excitée dans le stator est supprimée.
Le quatrième mode de réalisation fournit les avantages suivants en plus des avantages qui sont identiques aux avantages (1), (3) à (5) et (9) du premier mode de réalisation.
(1) Puisque le nombre des pôles magnétiques des aimants permanents 75 à 78 est de six, le nombre des sections où la polarité magnétique change est également de six. Par ailleurs, le nombre des aimants permanents 75 à 78 est de quatre, qui n'est pas un diviseur du nombre des sections où la polarité magnétique change. En conséquence, au moins l'un des aimants permanents 75 à 78 est pourvu de la section R:\Brevets\23900\23999.doc 13 juin 2005 - 20/33 où la polarité magnétique change. En conséquence, la vibration excitée dans le stator est supprimée par une configuration très simple.
On décrira à présent un cinquième mode de réalisation de la présente invention en référence aux figures 7(a) à 7(b). En conséquence, on discutera principalement ci- dessous des différences avec le premier mode de réalisation, et des explications des composants qui sont similaires ou identiques aux composants du premier mode de réalisation sont omises.
La figure 7(a) montre la disposition des aimants permanents 96, 97, 98 et la figure 7(b) montre la disposition de pôles magnétiques 99a, 99b formés dans les aimants permanents 96 à 98. Comme montré sur les figures 7(a) et 7(b), trois aimants permanents 96 à 98 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse à des intervalles de 120 . Les aimants permanents 96 à 98 ont chacun une section transversale arquée, et les longueurs des aimants permanents 96 à 98 sont égales les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
La polarité magnétique de la section médiane des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse diffère de la polarité magnétique des sections d'extrémité des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse. Plus spécifiquement, la section médiane des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse a les caractéristiques du pôle S, et les extrémités des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse ont les caractéristiques du pôle N. La dimension angulaire de la section médiane des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est de 60 , et la dimension angulaire des extrémités des aimants permanents 96 à 98 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est de 30 chacune. En conséquence, comme montré sur la figure 7(b), les trois pôles magnétiques S 99a et les trois pôles magnétiques N 99b sont disposés de manière alternée suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse à des intervalles de 60 . Les épaisseurs des pôles magnétiques 99a, 99b dans la direction radiale du corps principal de culasse, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 96 à 98 dans la direction radiale du corps principal de culasse sont égales les unes aux autres. Les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 99a, 99b sont aussi égales les unes aux autres.
Les parties frontières, qui sont des surfaces frontières BL1, chacune située entre une paire des pôles magnétiques 99a, 99b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse comprennent chacune une section qui coupe l'axe du corps principal de culasse. En conséquence, chaque R: \Brevets\23900\23999.doc 13 juin 2005 - 21 /33 surface entière BL1 a une section médiane dans la direction axiale du corps principal de culasse et des sections d'extrémité dans la direction axiale du corps principal de culasse. Chaque section médiane est déplacée des sections d'extrémité correspondantes dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse, et chaque surface frontière BL1 est axisymétrique par rapport à un plan O, qui divise les aimants permanents 96 à 98 (le pôles magnétiques 99a, 99b) en deux suivant la direction axiale du corps principal de culasse. Le corps principal de culasse est de préférence une forme cylindrique aplatie pour supprimer efficacement l'occurrence de denture. Toutefois, si le corps principal de culasse est cylindrique, il est efficace de former les pôles magnétiques 99a, 99b sur les aimants permanents 96 à 98 de telle sorte que les surfaces frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques 99a, 99b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse comprennent chacune une section qui coupe l'axe du corps principal de culasse.
Le cinquième mode de réalisation fournit les avantages suivants en plus des avantages (1) à (5) et (7) à (9) du premier mode de réalisation.
(1) Les pôles magnétiques 99a, 99b sont formés dans les aimants permanents 96 à 98 de telle sorte que les surfaces frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques 99a, 99b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse comprennent chacune la section qui coupe l'axe du corps principal de culasse. En d'autres termes, les pôles magnétiques 99a, 99b sont formés dans les aimants permanents 96 à 98 par une polarisation biaisée. Ceci supprime la denture.
(2) Les surfaces frontières BL1 ont chacune la section médiane dans la direction axiale du corps principal de culasse, et des sections d'extrémité dans la direction axiale du corps principal de culasse. Chaque section médiane est déplacée des sections d'extrémité correspondantes dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse, et chaque surface frontière BL1 est axisymétrique par rapport à un plan O, qui divise les aimants permanents 96 à 98 en deux suivant la direction axiale du corps principal de culasse. Ainsi, la fonction magnétique induite conformément au fonctionnement du moteur électrique à courant continu empêche le rotor de s'incliner par rapport à l'axe du corps principal de culasse.
On décrira à présent un sixième mode de réalisation de la présente invention en référence aux figures 8(a) et 8(b). En conséquence, on discutera principalement 35 ci-dessous des différences avec le premier mode de réalisation, et des explications de composants qui sont similaires ou identiques aux composants du premier mode de réalisation sont omises.
R:\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 22/33 Les figure 8(a) et 8(b) montre la disposition de pôles magnétiques 104a, 104b par rapport à des aimants permanents 103. Comme montré sur la figure 8(a), un stator 101 du moteur électrique à courant continu selon le sixième mode de réalisation comprend un corps principal de culasse cylindrique 102, trois aimants permanents 103 fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 102 à des intervalles de 120 . Trois saillies 102a qui s'étendent radialement vers l'extérieur du corps principal de culasse 102 sont formées sur le corps principal de culasse 102 à des intervalles de 120 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102. Les saillies 102a sont utilisées pour installer le stator 101 (le moteur électrique à courant continu) sur un dispositif externe, ou similaire.
Les aimants permanents 103 ont chacun une section transversale arquée, et les longueurs des aimants permanents 103 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 sont égales les unes aux autres. Les aimants permanents 103 sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse 102 de telle sorte que les aimants permanents 103 reposent en continu suivant la circonférence entière du corps principal de culasse 102, formant ainsi un anneau. Les surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 sont disposées de telle sorte que chaque frontière est alignée avec une saillie correspondante des saillies 102a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102.
La polarité magnétique de la moitié de chaque aimant permanent 103 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 est différente de celle de l'autre moitié. Plus spécifiquement, une moitié des aimants permanents 103 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 forme des premières parties polarisées 103a, qui ont les caractéristiques du pôle S, et l'autre moitié des aimants permanents 103 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 forme des secondes parties polarisées 103b qui ont les caractéristiques du pôle N. La dimension angulaire des aimants permanents 103 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 est de 120 , et la dimension angulaire des parties polarisées 103a, 103b dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 est de 60 . Comme montré sur la figure 8(a), les trois premières parties polarisées 103a et les trois secondes parties polarisées 103b sont disposées de manière alternée suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 à des intervalles de 60 , et les premières parties polarisées 103a fonctionnent comme les pôles magnétiques S 104a, alors que les secondes parties polarisées 103b fonctionnent comme les pôles magnétiques N 104b. Les épaisseurs des pôles magnétiques 104a, 104b dans la direction radiale du corps principal de R\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 23/33 culasse 102, à savoir les épaisseurs des aimants permanents 103 dans la direction radiale du corps principal de culasse 102 sont égales les unes aux autres. De plus, les densités de flux magnétique des pôles magnétiques 104a, 104b sont aussi égales les unes aux autres. Comme décrit ci-dessus, le stator 101 comprend les six pôles magnétiques 104a, 104b de polarité alternée disposés à des intervalles de 60 suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102.
Sur la figure 8(a), parmi les segments en ligne droite qui s'étendent dans la direction radiale du corps principal de culasse 102, les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière entre une paire des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 sont indiqués par des traits continus, et les segments en ligne droite passant chacun par la surface frontière (la section où la polarité magnétique change) entre une paire des pôles magnétiques 104a, 104b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 sont indiqués par des traits interrompus. Comme montré sur la figure 8(a), chaque aimant permanent 103 comprend des sections qui ont différentes polarités magnétiques les unes des autres et qui sont adjacentes les unes aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102. En d'autres termes, trois des surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des pôles magnétiques 104a, 104b qui sont adjacent les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102, sont chacune situées dans un aimant correspondant des aimants permanents 103. Les trois surfaces frontières restantes coïncident chacune avec la surface frontière entre une paire correspondante des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102. A savoir, la surface frontière au niveau de laquelle la polarité magnétique change du pôle N au pôle S dans le sens des aiguilles d'une montre tel qu'on la voit sur la figure 8(a) est située dans un aimant correspondant des aimants permanents 103, et la surface frontière au niveau de laquelle la polarité magnétique change du pôle S au pôle N dans le sens des aiguilles d'une montre tel qu'on la voit sur la figure 8(a) coïncide avec la surface frontière entre une paire correspondante des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102.
Le sixième mode de réalisation fournit les avantages suivants en plus des 35 avantages (2) à (4), (8) et (9) du premier mode de réalisation.
(1) Trois des surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des pôles magnétiques 104a, 104b qui sont adjacents l'un à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102, sont chacune situées dans un R\Brevets \23900\23999 doc - 13 juin 2005 - 24/33 aimant correspondant des aimants permanents 103. En conséquence, les sections du corps principal de culasse 102 correspondant aux surfaces frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques 104a, 104b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 sont renforcées par un aimant correspondant des aimants permanents 103 contre l'antinoeud de la vibration excitée dans le stator 101 conformément au fonctionnement du moteur électrique à courant continu, à savoir la rotation de l'induit. En conséquence, la vibration excitée dans le stator 101 est supprimée.
Les trois surfaces frontières restantes, dont chacune est située entre une paire des pôles magnétiques 104a, 104b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102, coïncident chacune avec la surface frontière entre une paire correspondante des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102. Ceci empêche une diminution de la quantité de flux magnétique, qui est susceptible de se produire si toutes les surfaces frontières entre les pôles magnétiques 104a, 104b sont chacune situées dans un aimant correspondant des aimants permanents 103.
(2) Les surfaces frontières, dont chacune est située entre une paire des aimants permanents 103 qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102, sont chacune disposées pour être alignées avec une saillie correspondante des saillies 102a dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102. Ainsi, la rigidité du corps principal de culasse 102 est davantage accrue, supprimant ainsi la vibration excitée dans le stator 101.
Les modes de réalisation ci-dessus peuvent être modifiés comme suit.
Dans le moteur électrique 50 du premier mode de réalisation, les longueurs des parties polarisées 54b, 54c de l'aimant permanent 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 peuvent différer les unes des autres.
Dans le moteur électrique 50 du premier mode de réalisation, la polarité magnétique de la moitié des aimants permanents 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53 peut être différente de celle de l'autre moitié des aimants permanents 54 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
Dans le stator du deuxième mode de réalisation, seules deux parties polarisées 35 ayant différentes polarités magnétiques les unes des autres peuvent être formées dans l'aimant permanent 67 en plus des aimants permanents 66, 68.
R^.Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 25/33 Dans le quatrième mode de réalisation, les aimants permanents 75 à 78 peuvent être pourvus de trois parties polarisées de polarité alternée dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 53.
Dans le cinquième mode de réalisation, sur la supposition que les aimants permanents 96, 97, 98 sont disposés comme montré sur la figure 9(a), les surfaces frontières BL1 chacune située entre une paire des pôles magnétiques 99a, 99b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse peuvent être remplacées par, par exemple, l'une quelconque des surfaces frontières BL2 à BL5 montrées sur les figures 9(b) à 9(e).
Les surfaces frontières BL2 montrées sur la figure 9(b) sont chacune formées d'un plan qui coupe un plan O, qui divise les aimants permanents 96 à 98 dans la direction axiale du corps principal de culasse, et l'axe du corps principal de culasse. Selon le mode de réalisation modifié de la figure 9(b), les avantages qui sont identiques aux avantages du cinquième mode de réalisation excepté l'avantage (2) sont atteints. Les surfaces frontières BL3 montrées sur la figure 9(c) sont chacune formées d'une surface incurvée ayant la crête située sur le plan O. Les surfaces frontières BL4 montrées sur la figure 9(d) ont chacune une forme de type échelonné où seule une partie des surfaces frontières BL4 qui comprend une ligne transversale qui coupe le plan O fait saillie dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse. Les lignes frontières BL5 montrées sur la figure 9(e) sont conçues de telle sorte que la section médiane des lignes frontières BL5 dans la direction axiale du corps principal de culasse s'étende suivant l'axe du corps principal de culasse, et les sections d'extrémité des lignes frontières BL5 dans la direction axiale du corps principal de culasse s'inclinent par rapport à l'axe du corps principal de culasse.
Selon le mode de réalisation modifié des figures 9(c) à 9(e), les avantages qui sont identiques à ceux du cinquième mode de réalisation sont atteints.
Dans le sixième mode de réalisation, les pôles magnétiques 104a, 104b peuvent être formés dans les aimants permanents 103 par une polarisation biaisée. Plus spécifiquement, par exemple, comme montré sur la figure 10, les parties polarisées 106a, 106b peuvent être formées dans les aimants permanents 103 de telle sorte que les parties frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques 107a, I07b qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse 102 coupent chacun l'axe du corps principal de culasse 102. Selon le mode de réalisation modifié mentionné ci-dessus, la denture est supprimée.
Dans le premier à cinquième modes de réalisation, des saillies qui s'étendent radialement vers l'extérieur du corps principal de culasse peuvent être formées sur le corps principal de culasse. Les saillies sont de préférence disposées de telle sorte que chaque saillie est alignée dans la direction circonférentielle du corps principal de Rr\Brevets\23900\23999-doc - 13 juin 2005 - 26/33 culasse, avec la surface frontière entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse.
Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, les longueurs des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse sont égales les unes aux autres. Toutefois, au moins un aimant permanent dont la longueur dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse est différente de celle des autres peut être inclus. Dans ce cas, les aimants permanents sont fixés à la surface circonférentielle interne du corps principal de culasse à des intervalles inégaux suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse. A cet égard, toutefois, puisque la polarité des pôles magnétiques formés dans les aimants permanents change de manière alternée à des intervalles égaux suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse, les sections où la polarité magnétique change existent à des intervalles égaux suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse. En conséquence, au moins l'un des aimants permanents est pourvu de la section où la polarité magnétique change, et la vibration excitée dans le stator est supprimée avec une configuration très simple.
Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, la polarité des pôles magnétiques formés dans les aimants permanents peut être inversée.
Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus, le stator peut comprendre tout nombre d'aimants permanents tant que le stator comprend plus d'un aimant permanent. De même, le stator peut comprendre tout nombre de pôles magnétiques tant que le stator comprend un nombre pair des pôles magnétiques. De plus, le nombre des aimants permanents et le nombre des pôles magnétiques peuvent être identiques ou différents l'un de l'autre.
Dans l'induit qui comprend une bobine formée par un enroulement concentré d'un fil autour de dents, les points suivants devraient être pris en considération concernant la relation entre le nombre des pôles magnétiques (la dimension angulaire des pôles magnétiques) et le nombre des fentes (la dimension angulaire entre les dents adjacentes). A titre d'exemple, les dimensions angulaires de pôles magnétiques et des fentes ne devraient pas différer d'une quantité qui amène la gamme de dimension angulaire d'un seul pôle magnétique à comprendre deux dents, ou la gamme de dimension angulaire entre une paire de dents adjacentes à comprendre deux pôles magnétiques. Plus spécifiquement, le nombre des pôles magnétiques et des fentes doit être établi pour satisfaire l'inégalité suivante sur la supposition que le nombre des pôles magnétiques est représenté par M, et que le nombre des fentes est représenté par S. Lorsque M < S, 360/2M < 360/S < 360/M R:\Brevets\23900\23999. doc 13 juin 2005 - 27/33 et lorsque M > S, 360/M < 360/S < 2 x 360/M Le nombre des pôles magnétiques et des fentes peut être établi sur une base telle que requise dans la gamme qui satisfait la relation ci-dessus.
Même si les dimensions angulaires des aimants permanents et des pôles magnétiques augmentent ou diminuent légèrement en raison d'une erreur de fabrication, de telles variations ne doivent pas être considérées comme sortant de la portée de la présente invention.
R-\Brevets\ 23900\23999_doc - 13 juin 2005 - 28/33

Claims (16)

REVENDICATIONS
1. Moteur électrique (50) comprenant un corps principal de culasse cylindrique (53; 102) et une pluralité d'aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) ayant une section transversale arquée, les aimants permanents étant fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) de sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse (53; 102), formant ainsi un anneau, le moteur étant caractérisé en ce qu'un nombre pair de pôles magnétiques (55a, 55b) sont formés dans les aimants permanents à des intervalles réguliers prédéterminés suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102), une paire des pôles magnétiques (55a, 55b) qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) ont des polarités magnétiques différentes les uns des autres, et au moins un des aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) est pourvu d'une section où la polarité magnétique change dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface frontière entre le au moins un aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) et au moins un des deux aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) qui sont adjacents à au moins un aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) est située dans un pôle correspondant des pôles magnétiques (55a, 55b).
3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) sont chacune situées au niveau du point médian du pôle correspondant des pôles magnétiques (55a, 55b) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
4. Moteur électrique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, lorsque le nombre des aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) est représenté par X, le nombre des pôles magnétiques (55a, 55b) est de 2X, la polarité magnétique de la section médiane de chaque aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps R' VBrevets\23900A23999_doc 13 juin 2005 - 29/33 principal de culasse (53; 102) diffère de la polarité magnétique des sections d'extrémité de l'aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102), et la dimension angulaire de la section médiane de chaque aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) est de 360/2X degrés.
5. Moteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la dimension angulaire des sections d'extrémité de chaque aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) est de 360/4X degrés chacune.
6. Moteur électrique (50) comprenant un corps principal de culasse cylindrique (53; 102) et une pluralité d'aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) ayant une section transversale arquée, dans lequel les aimants permanents sont fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) de telle sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse (53; 102), formant ainsi un anneau, le moteur étant caractérisé en ce que la polarité magnétique de la section médiane de chaque aimant permanent (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) diffère de la polarité magnétique des sections d'extrémité des aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
7. Moteur électrique (50) comprenant un corps principal de culasse cylindrique (53; 102) et un nombre impair d'aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103) dont le nombre est supérieur ou égal à trois, les aimants permanents ayant une section transversale arquée, dans lequel les aimants permanents sont fixés à une surface circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) de telle sorte que les aimants permanents sont continus les uns avec les autres suivant la circonférence entière du corps principal de culasse (53; 102), formant ainsi un anneau, le moteur étant caractérisé en ce que les longueurs des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) sont égales les unes aux autres, des nombres pairs de pôles magnétiques sont formés dans les aimants permanents suivant la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) à des intervalles angulaires prédéterminés les uns des autres, et un paire de pôles magnétiques qui sont adjacents les uns aux autres R:ABrevets\23900A23999_doc - 13 juin 2005 - 30/33 dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) ont des polarités magnétiques différentes les unes des autres.
8. Moteur électrique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre des aimants permanents est de trois.
9. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les longueurs des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) sont égales les unes aux autres.
10. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur d'au moins l'un des aimants permanents diffère de la longueur d'un autre des aimants permanents dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
11. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le nombre des aimants permanents est différent du diviseur du nombre des pôles magnétiques.
12. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par un induit (52) situé sur le côté interne des aimants permanents (54; 66, 67, 68; 75, 76, 77, 78; 96, 97, 98; 103), l'induit (52) comprenant une pluralité de dents (56) s'étendant dans la direction radiale du corps principal de culasse (53; 102), des bobines (60) formés en enroulant un fil (59) autour des dents par l'intermédiaire d'un enroulement concentré, un commutateur (58) auquel les extrémités des bobines sont connectées et des balais (61), qui fournissent l'alimentation électrique aux bobines par l'intermédiaire du commutateur (58).
13. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'au moins une des surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) coïncide avec une section où la polarité magnétique change dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
14. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que des parties frontières chacune située entre une paire des pôles R.\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 31/33 magnétiques (55a, 55b) qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) ont chacune une première section et une seconde section qui sont déplacées l'une de l'autre dans la direction axiale du corps principal de culasse (53; 102), et chaque première section est déplacée de la seconde section correspondante dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
15. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que des parties frontières chacune située entre une paire des pôles magnétiques (55a, 55b) qui sont adjacents l'un à l'autre dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) ont chacune une section médiane dans la direction axiale du corps principal de culasse (53; 102) et des sections d'extrémité dans la direction axiale du corps principal de culasse (53; 102) et chaque section médiane est déplacée des sections d'extrémité correspondantes dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
16. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le corps principal de culasse (53; 102) comprend une pluralité de saillies (102) s'étendant radialement vers l'extérieur du corps principal de culasse (53; 102), au moins l'une des surfaces frontières chacune située entre une paire des aimants permanents qui sont adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102) est agencée pour être alignée avec une saillie correspondante des saillies dans la direction circonférentielle du corps principal de culasse (53; 102).
R:\Brevets\23900\23999. doc - 13 juin 2005 - 32/33
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