Brevet FR2143160A1 — publié le 19730202

La présente invention se rapporte aux machines électriques rotatives et concerne plus particulièrement une machine électrique rotative se présentant sous la forme d'un alternateur. L'invention a pour but de permettre la réalisation d'une machine perfectionnée de ce genre. Elle est matérialisée dans un alternateur caractérisé en ce qu'il comprend un stator se présentant sous la forme d'un noyau aimantable et bobiné à bande, ayant une forme annulaire et comportant plusieurs rainures ou encoches transversales, par exemple radiales, délimitant des faces polaires dans au moins l'une des faces terminales de ce noyau, un enroulement statorique logé dans ces encoches, un rotor aimantable monté concentriquement par rapport au noyau et comportant des faces polaires qui sont voisines des faces polaires du noyau et séparées axialement de ces dernières, et un dispositif indépendant mécaniquement du rotor et destiné à provoquer la polarisation magnétique de ce rotor, ce dernier déterminant ainsi, lorsqu'il est entrainé en rotation, l'induction d'une tension de sortie dans l'enroulement statorique. Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif destiné à polariser le rotor est un enroulement d'excitation ou enroulement inducteur mais il peut être constitué, dans certains montages, par un aiment permanent. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une machine électrique rotative selon l'invention. La fig. 2 est une vue en bout montrant la disposition des plaques rotoriques de la machine visible sur la fig. 1. La fig. 3 est une représentation en perspective de l'un des enroulements statoriques de la machine visible sur la fig. 1. La fig. 4 est une vue en coupe transversale montrant la disposition d'un enroulement statorique, tel que celui visible sur la fig. 3, dans les encoches du noyau de la machine visible sur la fig. 1. Si l'on se réfère maintenant à la fig. 1, celle-ci montre une machine électrique rotative se présentant sous la forme d'un alternateur sans balai qui peut être utilisé par exemple pour l'alimentation en énergie des automobiles, en tant que générateur à manoeuvre manuelle pour appareil de radiocommunication militaire ou en tant que chargeur de batterie entraîné par un moteur à combustion interne. L'alternateur est constitué par un noyau bobiné à bande 1 se présentant sous la forme d'un anneau comportant deux faces planes opposées 2 et 3. Le noyau est bobine à partir d'une bande constituée par un matériau aimantable et comportant une succession d'éléments découpés rectangulaires au niveau de ses deux bords, ces éléments découpés étant alignés, dans le noyau bobiné terminé, de manière à constituer plusieurs rainures ou encoches radiales 4 (voir la fig. 4) ménagées dans les deux faces 2 et 3 du noyau 1, des faces polaires 4' étant ainsi réalisées entre ces encoches. Dans les encoches radiales 4 du noyau 1, il est prévu de disposer un certain nombre d'enroulements statoriques 5, chacun de ces enroulements statoriques 5 étant constitué par une bobine circulaire à spires multiples qui est déformée de manière à présenter une configuration en double U comme le montre la fig. 3, de sorte qu'elle passe à travers deux des encoches radiales 4 ménagées dans l'une des faces, par exemple la face 2 du noyau i, à travers le centre du noyau (comme représenté et désigné par 6 sur la fig. 1) et à travers deux encoches 4 ménagées dans la face opposée 3 du noyau 1. Dans l'exemple représenté ici, l'alternateur est du type triphasé, de sorte que les encoches ménagées dans chacune des faces du noyau 1 et à travers lesquelles passe chaque enroulement statorique 5 sont séparées par deux autres encoches, comme le montre la fig. 4.Par conséquent, dans le montage représenté sur cette fig. 4, un enroulement statorique supplémentaire, correspondant à l'une des autres phases, doit passer à travers les encoches désignées par 7 et un autre enroulement statorique supplémentaire, correspondant à la troisième phase, doit passer à travers les encoches désignées par 7'. Lorsqu'ils sont mis en position sur le noyau 1, les en- roulements statoriques correspondant à chacune des phases sont ensuite connectés en série et reliés à des bornes de sortie (non représentées). Le noyau 1 et les enroulements statoriques 5 sont logés à l'intérieur d'une carcasse 8 en deux parties, en utilisant un ou plusieurs organes formant cales 9 qui peuvent par exemple être réalisés de manière à faire partie intégrante du noyau 1. I1 est également prévu de monter dans la carcasse 8 de ma nière qu'il soit concentrique par rapport au noyau 1, un ensemble rotorique 10 qui est constitué par deux plaques polaires aimantables 11 et 12 séparées l'une de l'autre par un élément formant entretoise aimantable 13, les plaques polaires 11 et 12 ainsi que l'élément 13 étant portés par un arbre 14, qui est monté à rotation dans la carcasse 8 au niveau de chacune de ses extrémités, à l'aide de paliers ou roulements à billes 15.Les plaques polaires 11 et 12 comportent chacune plusieurs éléments découpés au niveau de leur périphérie de manière à former plusieurs pièces polaires 16 séparées les unes des autres dans le sens circonférentiel (voir la fig. 2). Ces plaques polaires 11 et 12 sont décalées dans le sens circonférentiel l'une par rapport à l'autre, de sorte que les pièces polaires 16 de l'une des plaques sont alignées axialement avec l'un des éléments découpés entre deux pièces polaires 16 ménagées dans l'autre plaque Diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit sans sortir du cadre général de l'invention. Par exemple, le nombre des pâles prévus pour le noyau 1 et pour les plaques polaires 11 et 12 peut être choisi de manière à convenir à une application particulière quelconque et l'enroulement statorique 5 peut, au lieu de présenter une configuration en double U comme représenté, consister en deux bobines séparées dont chacune est logée dans les encoches ménagées dans chaque face du noyau 1, les bobines correspondant à la même phase étant connectées à nouveau en série. Bien que dans le montage visible sur les dessins les encoches ménagées dans le noyau 1 aient été représentées comme des encoches radiales, il est possible de prévoir des encoches faisant un certain angle par rapport à une ligne radiale. Egalement, il est possible de prévoir pour certaines applications un aimant permanent remplaçant l'enroulement inducteur destiné à fournir le champ magnétique d'excitation D'autres modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Alternateur caractérisé en ce qu'il comprend un stator se présentant sous la forme d'un noyau aimantable et bobiné à bande, ayant une forme annulaire et comportant plusieurs rainures ou encoches transversales délimitant des faces polaires dans au moins l'une des faces terminales du noyau, un enroulement statorique logé dans ces encoches, un rotor aimantable monté concentriquement par rapport au noyau et comportant des faces polaires qui sont voisines des faces polaires du noyau et séparées axialement de ces dernières, et un dispositif indépendant mécaniquement du rotor et destiné à provoquer la polarisation magnétique de ce rotor, ce dernier déterminant ainsi, lorsqu'il est entraîné en rotation, l'induction d'une tension de sortie dans l'enroulement statorique. 2.- Alternateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à polariser le rotor comprend un enroulement d'excitation ou enroulement inducteur. 3.- Alternateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif destiné à polariser le rotor comprend un aimant permanent. 4.- Alternateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les encoches transversales délimitant les faces polaires dans au moins l'une des faces terminales du noyau se présentent sous la forme d'encoches radiales. 5.- Alternateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau présente des encoches radiales qui sont ménagées dans ses deux faces terminales. 6.- Alternateur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le rotor aimantable comprend deux organes aimantables se présentant sous la forme de disques séparés axialement par un élément d'entretoise aimantable ayant un diamètre plus faible, ces deux organes en forme de disques comportant chacun des élé- ments découpés autour de leur circonférence de manière à déterminer des faces polaires qui sont situées au voisinage et séparées axialement des faces polaires correspondantes des faces terminales du noyau qui est placé concentriquement entre ces organes en forme de disques. 7.- Alternateur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le noyau est monté à poste fixe dans un ensemble formant carcasse, le rotor étant monté à rotation dans cet ensemble formant carcasse de manière à pouvoir être entraîné en rotation par rapport au noyau. 8.- Alternateur suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'enroulement statorique comprend plusieurs bobines allongées et séparées, qui présentent généralement une configuration en forme de U, de manière à pouvoir passer à travers des paires d'encoches ménagées dans les deux faces terminales du noyau, ces bobines séparées étant connectées ensemble et en série dans un ou plusieurs groupes.