Brevet FR2312875A1 — publié le 19761224

La génération du courant électrique est habituellement obtenue en faisant défiler devant les spires d'un induit, des piles magnétiques alternativement Nord et Sud. Ces pales peuvent être magnétisés par des aimants permanents, mais le cott des aimants est élevé tandis que, par ailleurs, leurs propriétés médiocres obligent à surdimensionner toute la machine.Aussi, des que la puissance devient un peu importante, utilise t-on de préférence un enroulement inducteur qui fait du rotor un électro-aimant pourvu d'un certain nombre de pales alternativement Nord et Sud. L'inconvénient de ce système est que, d'une part ltenroulement pose de nombreux problèmes de tenue à la force centrifuge et d'évacuation de la chaleur dissipée par effet Joule, d'autre part l'amenée du courant exige des contacts glissants qui, dès que la vitesse devient importants font apparattre des phénomènes d'usure. I1 est connu de créer la tension induite, non pas en faisant défiler alternativement des pales Nord et Sud, mais bien en faisant défiler toujours des palets de mtme nom, en laissant un intervalle entre ces pales. Au lieu d'avoir dans chaque spire successivement # , , , 6 , -B etc..., on a O , i , O , etc... Certes la tension induite est moitié moindre, mais à ce moment là, puisque tous les pales sont de mtme nom, on peut les magnétiser tous ensemble par une bobine unique qui peut etre fixe. Suivant le mode de réalisation habituel, deux moitiés de l'induit bobiné sont séparées par des échancrures où prennent place des bobines qui transforment toutes les dents de l'une des moitiés en pales Nord, et toutes les autres en pôles Sud. De la sorte, chaque demi-machine fonctionne en alternateur, et on peut les connecter ensemble en tenant compte du fait qu'elles sont traversées par des flux de signes différents. L'inconvénient de cette disposition est que le flux passe d'un cOté à l'autre de la machine par un trajet relativement long qui exige beaucoup d'am- pères-tours. En outre les têtes de bobines ont une forme compliquée et sont difficiles à mettre en place. Suivant l'invention, la machine est coupée en deux, non pas par un plan qui passe par l'axe, mais par un plan perpendiculaire à cet axe. Autrement dit, on a deux demi-machines distantes l'une de l'autre de quelques centimètres dans le sens axial. Le rotor a moitié moins de dents que le stator, et une bobine inductrice circulaire placée entre les deux demi-stators vient faire en sorte que toutes les dents du rotor de l'une des demi-machille soient des pales Nord, et celles de l'autre des pâles Sud. Dès lors, pour obtenir un fonctionnement en alternateur, il suffit de metre en regard les dents des demi-stators,et de bobiner les demi-dents en regard comme si elles en constituaient une seule, tandis que, au contraire, on dispose les demidents du rotor en discordance.De la sorte, en effet, les spires de chaque ptle sont alternativement traversées par le flux d'une demi-dent Nord et d'une demident Sud, Si bien qu'elles sont le siège d'une tension alternative. Les parties magnétiques d'un alternateur chauffent toujours beaucoup par suite des pertes dues au flux alternatif et à l'effet Joule dans le cuivre des encoches. Suivant l'invention, pour en assurer le refroidissement, on donne aux tales une forme de polygone régulier à C côtes et à angles arrondis, et on place 1, 2, 3 ... N tales les unes sur les autres, les N suivantes tournées,soit exac tement de 1/ s tour si le nombre des encoches est divisible par 2C, soit d'un peu plus ou un peu moins si ce nombre n'est Pas divisible par 2C. De la sorte, on a sur la pEriphérie2C peignes que l'on fait parcourir par l'air de refroidis sement.de telle manière que chaque dent de ces peignes soit individuellement refroidie.Suivant l'invention, on obtient ce résultant en mettant entre l'enveloppe et ltempilage 2C écarteurs qui délimitentC canaux qui occupent sur la périphérie tour. Les canaux 1 3 5 ... sont des entrées d'air: ils recoivent l'air par au moins une extrémité et ne communiquent pas avec l'extérieur, si bien qu'ils ne peuvent débiter qu'à travers les peignes de l'empilage; les canaux 2 4 6... sont des sorties d'air : leurs deux extrémités sont bouchées de manière qu'ils ne renvoient Pas l'air échauffé dans la machine, et ils communiquent avec l'ex- térieur par des ouvertures de l'enveloppe. Il est intéressant de faire en sorte que C = 4 car à ce moment on découpe les tales avec un minimum de chutes. Les figures 1 et 2 représentent en coupe parallèle et perpendiculaire à l'axe un exemple de réalisation. Dans l'enveloppe 1 on trouve empilés les demistators 2 et 3 séparés par une bobine inductrice 4. Dans l'alésage de ces demistators on trouve des dents 5 et des encoches 6 qui redoivent des bobines 7 disposes comme s'il n'y avait pas coupure du stator, par dessus la bobine inductrice 4 qui, a cet effet ntobture pas l'intervalle entre les demi-stators, au droit des encoches. Le rotor comporte deux demi-empilages, et la figure 2 montre que les dents 8 et 9 de ces deux demi-empilages sont en discordance. L'empilage rotorique est fait sur un tambour 10 de chaque cbté d'un écarteur 11, et le mouvement est transmis par l'arbre 12 grâce à un disque 13. L'air est mis en pression par les aubages 14, et pénètre dans l'intervalle que les écarteurs 15 ménagent entre l'empilage statorique et l'enveloppe. La figure 3 représente au premier plan une tale à 4 côtés et 4 angles arrondis. Un peu en arrière on trouve une autre tôle 16 disposée de la mene façon, puis 2 tôles 17 tournées de 1/8 de tour, 2 tales 18 disposées comme les premières etc... De la sorte, on a un premier peigne sous l'écarteur 19, un second peiqne sous l'écarteur 20 etc... L'intervalle entre 19 et 20 est une entre d'air; et l'air sort endessus de 19 et en-dessous de , d'où il peut gagner l'extérieur par des ouvertures de l'enveloppe. REVENDICATIONS 1 Alternateur caractérisé en ce que ses empilages magnétiques statoriques et rotoriques sont subdivisés en deux, l'intervalle entre les deux demi-stators étant utilisé pour loger une bobine inductrice fixe, et les dents des deux demi-stators étant en regard les unes des autres, tandis que les dents des demi-rotors qui sont deux fois moins nombreuses que celles des demi-sta tors, sont en discordance. 2 Disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce que la bobine induc trice n'obture pas l'intervalle au droit des encoches statoriques, si bien que celles sont normalement bobinées comme s'il n'y avait Pas d'inter valle entre les deux demi-stators. 3 disposition selon la revendication 1 caractérisée en ce que les demi-expi- lages statoriques se refroidissent par la périphérie, les tôles ayant la forme de polygones à angles arrondis, et étant décalés angulairement une par une ou 2 par 2 ou 3 par 3 etc... de manière que le long d'une généra trice, la succession des arrondis et des CÔtéS plats fasse apparaître des sillons profonds juxtaposés, parcourus par l'air de refroidissement. 4 Disposition selon la revendication 3 caractérisée en ce que le passage de l'air dans chacun des sillons formés 9 la périphérie des t8les, est assuré gr ce à des écarteurs placés entre l'empilage et l'enveloppe; ces écarteurs délimitent des canaux successifs dont un sur deux a au moins une de ses extrémités ouverte pour recevoir l'air en surpression de l'intérieur, tandis que l'autre a ses extrémités fermées et se trouve relié à l'extérieur par des ouvertures de l'enveloppe; les écarteurs sont placés au milieu des ar rondis des tales, de telle manière que l'air ne puisse passer d'un canal d'entrée d'air à un canal de sortie d'air que par les sillons de la péri phérie des tales. 5 Disposition selon la revendication 4 par laquelle la mise en surpression de l'air à l'intérieur de la machine est assurée par des nervures portées par le disque de liaison entre le tambour rotorique et l'arbre, les nervures en question formant ventilateur centrifuge.