Brevet FR2548844A1 — publié le 19850111

Perfectionnement aux générateurs autonomes à plusieurs sorties. La présente invention a trait à des machines tournantes électrigues du type générateur autonome à plu sieurs sorties, dont le rotor est de préférence un rotor à aimants mais peut également être un rotor bobiné. Les générateurs autonsmes à plusieurs sorties, dont les stators doivent fournir plusieurs alimentations indépendantes, se divisent actuellement en trois catégo- ries. La première comporte les générateurs formant sieurs alternateurs indépendants montés en général sux le même arbre et ayant chacun leur propre circuit magnéti- que et leur propre bobinage. Ces alternateurs sont fiables et ne présentent pas d'interaction entre les différentes sorties de courant mais leur encombrement, leur poids et leur cout sont particulièrement élevés. La deuxième catégorie comprend des machines uniques possédant un seul circuit magnétique et plusieurs bobinages classiques montés sur le stator. Ces machines présentent l'inconvénient d'une interaction électromagnéti- que entre les différents circuits d'alimentation et un court-circuit sur l'une des alimentations peut affecter l'ensemble du générateur. La troisième catégorie de générateurs comporte des machines uniques ayant un seul circuit magnétique, un seul bobinage et plusieurs sorties électroniques. Elles présentent également l'inconvénient d'une interaction entre les différentes sorties et le risque qu'un courtcircuit sur l'une des sorties affecte l'ensemble du généra- teur. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un générateur autonome à plusieurs sorties qui soit simple, peu coûteux et peu encombrant et qui permette une indépendance totale des différentes alimentations de sorte que les difficultés affectant l'une quelconque des alimentations n'aient pratiquement aucune influence sur les autres. L'invention a pour objet un générateur autonome à plusieurs sorties -comprenant un rotor, de préférence du type à aimants, tournant dans un stator présentant une pluralité de bobinages affectés respectivement aux différentes alimentations indépendantes, caractérisé en ce que lesdits bobinages du stator qui correspondent aux -differentes alimentations sont disposés sans recouvrement géométrique. Dans une forme de réalisation particulière, le rotor peut être du type bobiné mais, dans; la forme de réalisation préférée de l'invention, le rotor est du type à aimants, de sorte que non seulement la disposition des bobines respectives empêche une interception directe de flux magnétique, mais encore que la présence des aimants au rotor empêche le.-passage .de- lignes de champ tendant à s'établir par le biais du rotor. Le générateur selon l'invention peut être du type monophasé ou polyphasé, par exemple triphasé. De préférence, le rotor présente un nombre assez élevé de pôles, par exemple six ou huit pôles, de sorte que les aimants interceptent pratiquement la totalité des lignes de flux dérivées. Dans le cas de bobinages à plusieurs bobines, celles-ci sont superposées, en étant légèrement décalées angulairement en correspondance des encoches des têtes statoriques et les têtes de bobine, c'est-à-dire les parties de bobine correspondant aux brins de conducteurs orientés transversalement par rapport à l'axe de la machine, sont pour chaque bobine, décalées l'une de façon cen tripéte et l'autre de façon centrifuge, permettant ainsi la réalisation de bobines identiques qui peuvent être mises en place facilement par simple Juxtaposition. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture. de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se réfé- rant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'un générateur selon l'-invention. La figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un générateur à bobinages complexes selon l'inven- tion. La -figure 3 représente une vue schématique de la disposition des bobines d'un bobinage triphasé. La figure A représente une vue en coupe axiale du générateur selon la figure 2. On se réfère à la figure 1. Sur cette figure on voit un rotor d'un généra- teur à trois alimentations avec double bobinage par alimentation. Le rotor 1, monté sur un axe convenable, présente 12 aimants permanents 2 disposés radialement, entre les,- quels sont disposées des pièces polaires 3 qui orientent radialement vers le stator les lignes de flux magnétiques sortant tangentiellement des faces en regard de même polarité des deux aimants qui sont disposés de part et d'autre d'un même pôle magnétique 3. Le stator, dont la carcasse n'est pas repré- sentez, présente trois groupes de deux bobinages diametra- lement opposés. On voit en 4a et 4b les deux bobinages de la première alimentation et en 5a et 6a les premiers bobinages des deux autres alimentations. Les différents bobinages consécutifs, tels que 4a, 5a, 6a, 4b etc... sont écartés angulairement les uns des autres d'une distance telle qu'il n'y ait pas de recouvrement géométrique entre deux bobinages consécutifs. On a représenté, pour les bobinages 4a et 4b de la première alimentation délivrée par le g8nérateur, les lignes de champ importantes produites par les bobinages correspondants en trait plein, alors qu'on a représente en trait discontinu les lignes de champ- très faibles produites par les bobinages 4a et 4b et embrassés par les bobinages adjacents, tels que, 5a ou 6a. On voit en outre que ces lignes de champ très faibles sont amenées à passer à travers les différents aimants 2 qui forment une barrière magnétique de sorte quten fin de compte, l'influence réelle du bobinage 4a sur ses bobinages voisins tels que 5a est tout a fait insignifiante. Il en résulte que, dans le cas par exemple d'un court-circuit ou d'une surchage sur l'une des alimentations, les autres alimentations ne seront nullement affectées. On se réfère maintenant aux figures 2 à 4. Le générateur a trois alimentations indépendantes représenté dans ces figures correspond au cas de la figure 1, dans lequel les différents bobinages 4a, 4b, Sa etc... sont chacun constitués de trois bobines individuelles. On a désigné par les mêmes chiffres de référence les éléments correspondant à ceux de la figure 1. La partie extérieure de la carcasse, les moyens de refroidissement, les moyens d'entraînement mécanique et les connecteurs d'excitation qui apparaissent sur les figures ne sont pas autrement décrits. -Par contre, on voit la carcasse de stator 7 avec les différentes encoches polaires, la carcasse 7 étant supportée par un boîtier 8 muni d'ai lettes de refroidissement. Le bobinage 4a (de même que les autres bobinages) est constitué de trois bobines 41oa, 420a et 430a dont on voit les brins respectifs longitudinaux 411a, 412a, 421a, 422a et 431a, 432a, ces brins courant dans des encoches statoriques comme on le voit sur la figure 2. On voit également su cette figure les différents brins 511a a 532a du bobinage Sa. Comme on le voit notamment sur la figure 3, les têtes antérieures 413au 423a, 433a sont abaissées en direction centripète alors que les têtes extérieures 414a, 424a et 434a sont relevées de façon centrifuge. Cette disposition permet, moyennant un léger décalage longitudinal des trois bobines 410a, 420a et 430a, d'assurer le chevauchement nécessaire en utilisant un seul type de bobine individuelle è deux têtes orientées l'une vers leaxe du rotor, l'autre a l'écart de cet axe Il est ainsi possible de réaliser la totalité des bobinages, statoriques avec un seul type de bobine fabriqué en série Bien que 11 invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme sans pouL cela s'éloigner ni de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Générateur autonome à plusieurs sorties de d'alimentation comprenant un rotor (1) tournant dans un stator présentant une pluralité de bobinages (4a, 4b, 5a, 5b...) affectés respectivement aux différentes alimentations indépendantes, caractérisé en ce que lesdits bobinages (4a, 4b, 5a, 5b,...) du stator qui correspondent aux différentes alimentations sont disposés sans recouvrement géométrique 2. Générateur autonome selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor est du type a aimants (2). 3. Générateur autonome selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rotor est du type à aimants radiaux (2). 4. Générateur autonome selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rotor présente un nombre assez élevé de pôles de façon que les aimants interceptent pratiquement la totalité des lignes de flux dérivées. 5. Générateur autonome selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des bobinages (4a, sua,...) à plusieurs bobines (410a, 420a, 43Oa,...) superposées en étant légèrement décalées angulairement en correspondance des encoches des têtes statori.ques et en ce que les têtes respectives de bobines (413a, 423a, 433a - 414a, 424a, 434a) sont, pour chaque bobine, décalées l'une de façon centripète et l'autre de façon centrifuge, la totalité des bobines du stator étant de structure identique.