Brevet FR2001018A1 — publié le 19690919

L'invention concerne un alternateur double à roue polaire à griffes, avec deux cirouits magnétiques indépendants l'um de l'autre, chacun d'eux comportant un premier bobinage sonté sur un anneau de support magnétique fixe, en forme de cylindre creux ; un système polaire à griffes tournant, ayant es sentiellement la forme d'un cylindre creux, formant un entrefer aves un fer statorique portant un autre bobinage, et un autre entrefer avec l'une des surfaces cylindriques de l'anneau de suppert ; ainsi qu'une culase magnétique tournante, présentant une surface cylindrique et formant un autre entrefer avec l'autre suriaee cylindrique de L'anneau de support, et réalisant la fermeture intérieure du circuit magnétique du système polaire à griffes à travers l'anneau de support. Il est connu, pour passer, par extension, d'un altermateur à roue pelaire à griffes à un alternateur double, de din- peser deux circuits magnétiques de ce genre côts à côte dans le esne exial. Une telle disposition peut, par exemple, se faire de manière symétrique. de sorte que l'alternateur double comporte à chacune ds ses deur extrémités frontales un flasque palier, auquel est fixé le suppert annulaire fixe pour le premier bobinags, par exemple le bobinage d'exeitation, et, dans ea partie médiane, deux rones polaires à griffes montées sur l'arbre commun, dispemées des à des, tournant chacune dans l'alésage d'un stator, et peurvues chaoune d'un moyeu formant oulasse magnétique avec surface extérieure cylindrique.Une telle configuration symétrique de l'altersatenr double à roue polaire à griffes présente bien @@e longueur axiale plus rédnite que deux alternateurs séparés. Teutefois, dans maintes applications, par exemple dans le cas d'eutometrices à alternateurs diesel, l'espace disponible dans le aens axial est fortement limité, si bien qu'un alternateur denble à roue pelaire à griffes de type connu fait, désavantageusement, trop ferrement saillie. Un alternateur simple à roue polaire à griffes qui, donc, ne comporte qu'une roue polaire unique munie de dente polaires qui s'imbriquent, peut bien avoir une forme ramassée et Autre pourvu de deux enroulements actifs séparés, par exemple deux enroulements statoriques. Mais, comme dans un tel alternateux, 1l n'y @ qu'un seul cirouit magnétique, on a l'inconvénient que les tensiens induites dans les deux enroulements actife ne peuvent pas @tre réglées indépendamment l'une de l'autre. Ls but de la présente invention est d'éviter les inconvénients indiqués, et de créer un alternateur double à roue polaire à griffes qui comporte deux sources de courant séparées et réglables indépendamment l'une de l'autre, et qui ne fasse pas plus fortement saillie dans le sens axial qu'un alternateur simple construit d'une manière connue pour une frzstien de la puissance totale de l'alternateur double. Selon l'invention, l'alternateur double à roue polaire à griffes est caractérisé en ce que les deux cirouits agnétiques sont disposés concentriquement et symétriquement dans le sene radial par rapport à une culasse commune en forme de cylindre creux, fixée à une roue pleine, les deux systèmes pe- laires à griffes étent également fixés à cette roue. L'invention sera expliquée ci-après, à l'aide du dessin représentant, en coupe longitudinale, un exemple d'exécntion. Dans un flasque palier l, est disposé un palier à rouleaux 2 pour porter un arbre d'alternateur 3. Sur l'arbre 3. est fixée une roue pleine 4 tournant avec l'arbre, de ferme étagée. La roue 4 porte, à la hauteur de son plus grand dianètre, us premier système polaire à griffes 5, à la hauteur d'un dianètre plus petit, une culasse 6, et à la hauteur du diamètre corres- pondant au décrochement, un deuxième systène polaire à griffes 7. Chaoun des systèmes polaires à griffes 5,7 a, en substance, la forme d'un cylindre creux, et se compose, d'une manière cenaue en soi, de deux pièces polaires annulaires 8 et 9 pourvnes de dente polaires, dirigées en sens inverse, s'imbriquant les unes dans les autres, et prenant des polarités opposées. Dans la coupe lon gitudinale représentée, seules les dents de la pièce polaire @ sont visibles. Il est prévu, pour la liaison et le centrage des deux pièces polaires 8 et 9, une douille d'écartement 10 an ane matière non magnétique, fixée aux pièces polaires par soudure ou brasure.Pour le système polaire à griffes extérieur 5, les faces des dents polaires se trouvent du côté extérieur de celui-ci, téndis que les faces des dents polaires du système polsire intérieur 7 sont tournées, radialement , vers l'intérieur. La culasse magnétique 6 a également la forne d'un cylindre creux et ses faons externe et interne sont à une certaine distance radiale respentivement de la face interne du système polaire à griffes 5, et la face externe du système polaire 7. De préférence, la roue pleine 4, les pièces polaire 8,9 des systèmes polaires à griffes 5, 7, et la culasse 6 sont réali- sées en une seule pièce magnetique. A la face interne de l'enveloppe d'une caroasse 11 est fixé un premier paquet de tales statorique annulaire 12, portant un bobinage statorique 13, et formant un entrefer radial avec la face cylindrique externe du système polaire à griffes 5. Sur un support annulaire intérieur 14, en forme de cylindre creux, fixé à un couvercle 15 de la oarcasse, est disposé un deuxième paquet de tôles statorique annulaire 16, portant un bobinage statorique 17, et formant un entrefer radial avec la face cylindrique interne du système polaire à griffes 7. Dans chacun des intervalles radiaux contigus à la cu- lasse 6 est disposé un anneau de support magnétique fixe 19,20 en forme de cylindre creux. les deux anneaux de support 19,20 sont fixés au couvercle 15 de la carcasse. Chaque anneau de support 19,20 porte un bobinage 21, 22.Les bobinages 21, 22 peuvent autre, par exemple, des bobinages d'excitation, tandis que les bobinages 13 et 17 sont les bobinages actifs de la partie induite correspondante. L'alternateur décrit, avec deux systèmes polaires à griffes 5 et 7, comporte deux circuits magnétiques. Dans l'un des circuits, la fermeture intérieure du circuit magnétique entre les pôles imbriqués du système polaire à griffes 5 se fait à travers l'anneau de support 19, la culasse 6 et les deux entrefers de l'anneau de support 19, tandis que la fermeture ext4- rieure s'effectue à travers le stator 12. Dans l'autre circuit, la fermeture intérieure du circuit magnétique entre les pôles imbriqués du système polaire 7 se fait à travers l'anneau de support 20, la culasse 6 et les deux entrefers de l'anneau de support 20, tandis que la fermeture extérieure s'effectue à travers le stator 16 disposé à l'intérieur. Pour empocher que, dans le système polaire à griffes 5, apparaisse un flux de fuite di rigé radialement vers l'intétieur de la culasse 6 vers le système polaire 7, il convient de munir l'anneau de support 20 d'un support tubulaire non magnétique 23 pour le bobinage d'exoita- tion 22. Comme il ressort de la figure, l'alternateur décrit comporte par conséquent deux sources de courant alternatif rd- glables indépendamment l'une de l'autre, le couplage électrique de chacun de ces syatèmes particuliers corras@andant an couple ge, connu en lui-m8me, d'une machine à roue polaire à griffes. Te réglage individuel des deux systèmes est possible parcs que leurs circuits magnétiques sont séparés l'un de l'autre. Par exemple, le système polaire à griffes extérieur 5 avec le stator 12 peuvent être utilisés comme source de courant alternatif pour la charge de la batterie d'un véhicule diesel-électrique, et le système polaire intérieur 7 avc le stator 16, comme sour- ce de-courant de plus faible puissance pour l'excitation des moteurs du véhicule. Par une alimentation en courant appropriée des bobina- ges d'excitation 21 et 22, on peut obtenir que, dans la culasse 6, partie centrale commune aux deux systèmes, les flux magnétiques circulent en sens contraires. La culasse commune 6 ne doit donc être dimensionnée que pour le système générateur ayant la foroe magnétomotrice la plus grande, et elle n'est, de ce fait, pas plus grande que la partie correspondante d'une machine simple de même puissance que ce système générateur. L'alternateur décrit présente l'avantage d'avoir deux sources de courant alterhatif réglables indépendamment l'une de l'autre, et d'avoir, en comparaison de deux systèmes magndti- ques disposés c8te à c8te dans le sens axial, une saillie rd- duite, correspondant à celle dune machine simple. REVENDICATIONS 1. Alternateur double à roue polaire à griffes avec deux circuits magnétiques indépendants l'un de l'autre, chacun d'eux comportant un premier bobinage monté sur un anneau de support magnétique, fixe, en forme de cylindre creux; un système polaire à griffes tournant ayant essentiellement la forme d'un cylindre creux, formant un entrefer avec un fer statorique portant un deuxième bobinage, et un autre entrefer avec l'une des surfaces cylindriques de l'anneau de support; ainsi qu'une culasse magnétique tournante, présentant une surface cylindrique et formant un autre entrefer avec l'autre surface cylindrique de l'anneau de support, et réalisant la fermeture intérieure du circuit magnétique du système polaire à griffes à travers le support annulaire, caractérisé en ce que les deux circuits magnétique. sont disposés concentriquement et symétriquement dans le sens radial par rapport à une culasse commun6 (6) en forme de cylindre creux, fixée à une roue pleine (4), les deux systèmes polaires à griffes (5,7) étant également fixés à la roue pleine (4). 2. Alternateur suivant paragraphe 1 caractérisé en ce qu'un paquet de tales statorique annulaire extérieur (12) est fixé à l'enveloppe d'une carcasse (11), et que les anneaux de support (19,20) des deux premiers bobinages (21,22), ainsi que l'eanneau de support (14) d'un paquet de tales statorique annulaire intérieur (16) sont fixés à un couvercle de la caroasse (15) disposé, par rapport au plan vertical médian de l'alter- nstur* du côté opposé à la roue pleine (4). 3. Alternateur suivant paragraphe 1 caractérisé en ce que lee bobinages prévus comme bobinages d'excitation des deux circuits magnétiques (13,17 et 21,22) sont alimentés de telle sorte que les flux magnétiques produits par eux dans la culasse commune (6) soient dirigés en sens contraires. 4. Alternateur suivant paragraphe 1 caractérisé en ce que l'anneau de support (20) du premier bobinage (22) du circuit magnétique intérieur ert muni d'un support tubulaire (23) en matitre non magnétique -pour le bobinage -(22), afin de faire obsta cle à un flux de fuite du circuit magnétique ex@érieur.