Brevet FR2202393A1 — publié le 19740503

L'invention se rapporte à un générateur de courant alternatif du genre magnéto à volant et à bobines disposées radialement, l'invention convenant particulièrement, bien que non exclusivement, aux systèmes d'allumage électronique des moteurs à combustion interne de moto-cycles. Les générateurs du genre ci-dessus dont on dispose actuellement comportent essentiellement un stator portant des bobines disposées radialement sur un noyau magnétique, et un rotor constitué par un volant portant à sa périphérie un aimant permanent annulaire, qui peut être soit continu, soit discontinu, qui est muni de pièces polaires en forme de sabot, et qui induit des courants dans les enroulements du stator lorsque le rotor est en rotation. Dans les générateurs électriques de courant alternatif connus, possédant des bobines de stator disposées radialement, le stator comporte une base, par exemple en aluminium, et un noyau ferromagnétique, associé à cette base, qui délimite avec elle une partie centrale annulaire et une pluralité de prolongements radiaux portant chacun un enroulement. Ces prolongements radiaux se terminent, radialement, à courte distance des pièces polaires en sabot du volant du rotor. Bien que de tels générateurs de courant alternatif soient d'usage très répandu, et soient avantageux à certains égards, ils ne sont cependant pas capables de procurer plusieurs sorties d'énergie différentes, telles qu'elles sont nécessaires pour des usages variés, tout en assurant à de telles sorties une indépendance suffisante et une bonne stabilité. On connait donc de tels générateurs électriques qui comportent un noyau unique pour tous les enroulements du stator, de façon à ce que le flux magnétique engendré par 1' aimant permanent en rotation couple les prolongements radiaux d'au moins deux bobinages adjacents : une telle disposition fournit pour des applications pratiques, la possibilité de disposer de deux sorties d'énergie du générateur indépendantes.De plus, les enroulements du stator, préparés séparément, ne peuvent être montés sur leurs prolongements radiaux respectifs que de l'extérieur, à cause de la forme qu'il est nécessaire de donner au noyau ferromagnétique du stator, de sorte que les extrémités desdits prolongements ou pièces polaires ne peuvent avoir qu'une dimension circonférentielle limitée. I1 en résulte qu'on obtient une distribution du flux magnétique qui n'est pas satisfaisante et comporte des pertes. L'emploi d'un seul noyau de fer pour tous les enroulements du stator a encore pour conséquence un autre inconvénient, qui est que la-zone annulaire centrale délimitée par le noyau magnétique restreint le nombre de tours possible desdits enroulements. Le but principal de la présente invention est de fournir un générateur de courant alternatif du genre comportant un aimant rotatif coopérant avec des enroulements de stator disposés radialement, d'une structure telle que les problèmes techniques mentionnés ci-dessus soient résolus, de sorte que 16onpuisse disposer, pour des usages demandés différents, de plusieurs sorties d'énergie différentes, indépendantes les unes des autres. Un autre but de l'invention est de fournir un générateur électrique du genre indiqué ci-dessus dont-les dimensions générales soient pratiquement les mêmes que- celles des générateurs.du.même genre connus antérieurement, mais dans-lequellchacun des enroulements du stator peut comporter un plus grand nombre de tours et être monté sur un noyau dont les dimensions circonférentiells soient telles que la distribution du flux -magnétique effectif soit considXrablement améliorée. Un autre but de l'invention est de fournir-un générateur de courant alternatif du genre magnéto à bobines de stator disposées radialement, dont la construction soit facile et i'ette en oeuvre des techniques de fabrication connues, avec des matériaux et des composants couramment disponibles sur le marché, et qui soit donc avantageux du strict point de vue de léconamie. On propose selon la présente invention un générateur de courant alternatif du genre magnéto à volant possédant un rotor comportant un noyau magnétique coopérant avec unepluralitd de bobines de stator disposées radialement, ledit rotor comportant un aimant permanent portantoune pluralité de pièces polaires en forme de sabot, caractérisé en ce que le noyau magnétique de l'une au moins des bobines de stator disposées radialement est indépendant , par sa structure, des noyaux magnétiques des autres bobines, ledit noyau magnétique se terminant à son extrémité radiale extérieure en une pièce polaire en sabot faisant un premier entrefer avec les pièces polaires du rotor, l'extrémité radiale intérieure de chacun desdits noyaux formant un second entrefer avec le moyeu central du rotor et en ce que le flux magnétique engendré par ledit aimant permanent dans lesdites bobines fait partie d'un circuit magnétique fermé incluant ledit rotor et son moyeu, lesquels sont faits en matériau magnétique. On va maintenant décrire l'invention à l'aide d'un exemple non limitatif, en se référant à une réalisation préférée, mais non exclusive, d'un générateur à courant alternatif du genre magnéto à volant conforme à la présente invention, et représenté schématiquement sur les dessins ci-annexés sur lesquels - La Fig. 1 est une vue latérale en élévation, partiellement en coupe, d'un générateur de courant alternatif selon ladite réalisation de la présente invention, et - La Fig. 2 est une vue partiellement en coupe passant par la ligne II-II de la Fig. 1. Le générateur de courant alternatif du genre magnéto à volant selon la réalisation représentée de la présente invention possède un stator i comprenant essentiellement une base circulaire 2 en aluminium percée d'un trou central, qui porte s ur une de ses faces quatre bobines principales de stator disposées radialement 3. La base 2 est percée à sa périphérie d'ouvertures 20 par lesquelles passent des vis de fixation de la base au carter d'un moteur à combustion interne (non représenté) d'un cyclomoteur. L'arbre 21 du moteur passe à travers le trou central 2a de la base 2. Les bobines principales de stator 3 comportent chacune un noyau magnétique 10 supporté par la base au moyen de cclonnettes 22 et un enroulement -i fla bobiné sur ledit noyau magnétique. Deux bobines 3 diamétralement opposées sont utilisées pour l'allumage du moteur, et les deux autres pour les besoins d'éclairage. Un rotor à volant 4 est fixé à 1 'extrémité libre de l'arbre 21. Le rotor 4 est en forme générale de coupe et possède une jupe cylindrique 5 sur la surface interne de laquelle est fixé un aimant permanent 6. L'aimant 6 est muni de quatre pièces polaires en forme de sabot 7 séparées les unes des autres par des angles égaux. Le rotor à volant 4, qui est préférablement en fer, comporte une partie annulaire en cloche 8 dont le moyeu central 9 s'étend axialement en direction de la base 2 du stator 1 . Le noyau magnétique 10 de chacune des bobines principales 3 comporte selon la présente invention une armature feuilletée complètement indépendante des noyaux des autres bobines. Chacun des noyaux magnétiques 10 a une dimension suffisante pour présenter en face des pièces polaires 7, avec lesquelles il forme un premier entrefer 12, une pièce polaire en sabot 11 s'étendant circonférentiellement, (Fig.1) l'autre extrémité 13 du noyau étant incurvée et faisant face au moyeu 9 avec lequel il forme un autre entrefer d'air 14. Avec une telle structure du stator 1, le flux magnétique engendré par l'aimant permenent 6 dans chacune des bobines 3 fait partie d'un circuit magnétique fermé qui inclut le moyeu 9 et la partie en cloche 8 du rotor 4. il résulte clairement de la description qui précède ainsi que des dessins, qu'il est possible, avec le stator de 1-1 invention, de disposer de différentes sorties d'énergie indépendantes.correspondant aux différents services requis dela part du générateur. L'existence de l'entrefer d'air 14, qui dans l'éventualité d'un couplage magnétique entre les:noyaux dedeux bobines 3 adjacentes serait traversé deux fois par le flux de couplage, s'oppose efficacement à l'existence d'un tel couplage. Après qu'il ait traversé une fois l'entrefer 14, le flux magnétique suit de préférence-le "chemin facile" passant par le moyeu- 9 et la partie en cloche 8 qui sont tous deux en matériau magnétique. Un autre avantage important dela structurede stator qu'on vient de décrire est que, chacun des noyaux 10 étant, par structure, indépendant des noyaux des autres bobines de stator, chacun des enroulements 10a (Fig. 2), préparés individuellement, peut être monté sur ledit noyau en l'insérant par l'extrémité radiale interne 13, de sorte que l'extrémité radiale extérieure en sabot il peut être élargie, en direction circonférentielle, par rapport au reste de la bobine 10 correspondante ainsi que par rapport aux noyaux de stator des générateurs de la technique antérieure de mêmes performances. L'élargissement de la dimension de la pièce en sabot 11 assure une amélioration considérable de la distribution du flux magnétique émanant de l'aimant permanent 6. De plus, une plus grande longueur de noyau est disponible pour disposer les enroulements de stator iOa parcequeles.-noyaux 10 peuvent s'étendre longitudinalement presque jusqu'au contact du moyeu 9 du rotor. En d'autres termes, par comparaison avec la technique antérieure, l'espace plus vaste disponible pour les enroulements de stator 10a peut être utilisé, par exemple, pour augmenter le nombre de tours de chaque enroulement, en compensant jusqu a un certain point l'adjonction critiquable de l'entrefer d'air 14. Les bobines de stator 3 peuvent être adaptées, soit individuellement, soit en diverses combinaisons, aux différentes sorties requises de la part du générateur, y compris des impulsions de tension d'allumage, soit pour des systemes classiques, soit pour des systèmes d'allumage électronique. Si on emploie un système d'allumage électronique, la base 2 du stator 1 porte une bobine de sortie supplémantaire 15 comportant une paire d'enroulements bobinés sur des noyaux magnétiques dont les pièces polaires 16 font face aux pièces polaires 7 de la surface interne du rotor. Bien que l'aimant permanent 6 du rotor 4 puisse présenter une configuration annulaire continue ou discontinue, on peut obtenir des avantages spéciaux en utilisant un aimant permanent 6 en forme d'anneau continu. On peut se rendre compte que la présente invention peut être modifiée et diversifiée de diverses manières par rapport aux réalisations représentées, sans qu'onse départisse du domaine de ladite invention. REVENDICATIONS 1. Générateur de courant alternatif du genre magnéto à volant possédant un rotor comportant un aimant permanent coopérant avec une pluralité de bobines disposées radialement sur un stator, l'aimant permanent du rotor portant une pluralité de pièces polaires en forme de sabot, caractérisé en ce que le noyau magnétique de l'une au moins desdites bobines de stator disposées radialement est structurellement indépendant des noyaux magnétiques des autres bobines, ledit noyau magnétique se terminant, à son extrémité radiale extérieure, en une pièce polaire en sabot faisant un premier entrefer avec les pièces polaires en sabot du rotor, l'extrémité radiale intérieure de chacun desdits noyaux formant un second entrefer avec le moyeu central du rotor, et en ce que leflux magnétique engendré- par ledit aimant permanent dans l'enroulement de chaque bobine fait partie d'un circuit magnétique fermé incluant ledit rotor et son moyeu, lesquels sont faits en matériau magnétique. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque noyau magnétique de chaque bobine de stator disposée radialement est structurellement indépendant des noyaux magnstiques des autres bobines de stator, chaque bobine étant adaptée, soit individuellement soit en combinaison avec au moins une des autres bobines, de façon à fournir une sortie respective différente, comme requis. 3. Générateur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le stator porte aussi une bobine de sortie adaptée à la fourniture d'une tension pour un circuit d'allumage électronique d'un moteur à combustion interne. 4. Générateur selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé an ce que l'aimant permanent du rotor a une-configuration annulaire continue.