Brevet FR2838574A1 — publié le 20031017

soleil collectée. MACHINE ELECTRI0OE OATIVE - DESCRIPTION 1. Domaine de l' invention La prAsente invention concerne un bobinage d'indoit d'une machine Alectrique rotative destine Atre utilise dans le dAmarreur d'un moteur et dans des applications similaires. 2. Description de la technique en vigueur Sur les moteurs courant continu et balai selon l'Atat de la technique antArieure, le bobinage imbriquA et le bobinage ondulA ont At utiliss comme mAthode d'enroulement de l'induit. Dans le cas du bobinage ondul6, l'expression: (k11)/p = un nombre entier doit Atre satisfaite (dans laquelle k est le nombre des segments, 2p est le nombre des pales) et le bobinage d'induit devient ainsi, soit un bobinage pas court, soit un bobinage pas long. D'une taon gAnArale, il a At dit que le bobinage pas court est avantageux en raison de la rectification. Cependant, si le degrA de pas court (avec =INs/2P-ybl, oU yb est un pas arriAre et Ns est le nombre de fentes), est fixA un nombre trop grand, la zone de commutation devient large, ce qui n'est pas S 22658 P/Js favorable en raison de la rectification. Par consquent, il est prAfArable de sAlectionner aussi petit que possible. La Figure 6 est un schAma d'enroulement d'un bobinage d'induit selon la technique antArieure. Sur le schAma, le numAro de rAfArence 21 est un segment de commutateur, le numAro 22 est une bobine d'induit, le numAro 23 est une dent de l'induit et le numAro 24 est une fente. (ar exemple, la Eigure montre le cas od 2p = 6 et Ns = 23, Ns/2p = 3,83. Pour la raison indique ci-dessus, lorsque l'on insAre les bobines d'induit 22 dans les fentes numro 1 5 et que l'on fixe le pas arriAre yb 4, on obtient un bobinage pas long avec = 0,17. Etant donnA que la machine Alectrique rotative traditionnelle est dispose comme mentionnA ci-dessus, un problAme existe, lorsque l'on utilise un bobinage pas long, savoir que l' inductance de bobine d'induiL augmente et que la puissance de sortie diminue. RAsumA de l' invention La prAiente invention a At faite pour rdsoudre le problAme exposA ci-dessus et son but est de fournir une machine Alectrique rotative capable d'amAliorer la puissance en rAduisant l' inductance de la bobine. S 226s8 P/s Une machine Alectrique rotative selon la prAsente invention comporte un induit mont 1'intArieur d'un stator et un bobinage d'induit insAr dans une fente prvue dans l'induit et dans laquelle l'induit du bobinage est disposA sous la forme d'un bobinage ondulA et pas court, de telle sorte que l'expression 0,5 de bobinage pas court. Un tel agencement a pour effet de rduire l' inductance de la bobine et d'amAliorer la puissance. Une autre machine Alectrique rotative selon la prAsente invention comporte un stator composA d'un aimant permanent, un induit mont l'intArieur du stator et un bobinage d'induit insArA dans une fente prAvue dans l'induit et oD le bobinage d'induit est disposA sou la forme d'un bobinage ondulA et un bobinage pas court, de telle sorte que l'expression 0,5 lorsque dsigne le degrA de bobinage pas court. L'avantage procurA par un tel dispositif, lorsqu'n courant important est appliquA au bobinage d'induit, est qu'il rend plus difficile la rAduction de la force magnAtique de l'aiant permanent du stator par la raction du bobinage. S 22658 P/Js Courte description des schémas La Figure 1 est un diagramme de bobinage d'un bobinage d'induit selon le premier mode particuller de la présente invention. La Figure 2 est un graphique montrant les relations respectivement entre le courant et la puissance et le couple et la vitesse de rotation. La Figure 3 est une vue en plan d'une partie extrême de la bobine. La Figure 4 est une vue frontale en coupe d'une machine électrique rotative selon le deuxième mode particulier de l'inventlon. La Figure 5 est une vue frontale d'une partie d'un balai de la machine électrique rotative selon le troisième mode particulier de l' invention. La Figure 6 est un diagramme de bobinage d'un bobinage d'induit selon l'état de la technique antérieure. Description des modes de réalisation préférentiels Premier mode particulier D'une facon générale, un démarreur de moteur comporte une pièce de commutation pour commuter sur "Marche/Arrét" un circuit de batterie qui s'enclenche par SR 22658 JP/JB l' action du conducteur sur la clé de contact, un composant moteur à courant continu destiné à rectifier un courant continu fourni par une batterle par l'intermédiaire d'un balai et qui effectue un entraînement rotatif et un mécanisme fournissant un couple du moteur électrique au moteur principal. La présente invention est destinée à être utilisée sur le moteur électrique du démarreur de ce moteur principal. A présent, un mode particulier de l' invention sera décrit ci-après en se référant aux schémas d'accompagnement, La Figure 1 est un diagramme d'un bobinage d'induit selon le premier mode particulier de l' invention et dans lequel le numéro de référence 1 est un segment de commutateur, le numéro 2 est une bobine d'induit, le numéro 3 est une dent dans l'induit, et le numéro 4 est une fente. Il est supposé ici que 2p représente le nombre de pôles, Ns le nombre de fentes, yb est un pas arrière et (=lMs/2p-ybl) est un degré de pas court. Dans un moteur de démarreur utilisé pour mettre en marche le moteur principal, comme indiqué sur la Figure 1, par exemple, dans le cas d'un bobinage ondulé dans lequel 2p = 6 et Ns = 23, les bobines d'induit sont insérces de la première fente à la quatrième fente, afin de se conformer au degré de pas court tel que 0,5 est obtenu. La Eigure 2 prAsente les courbes caractAristiques des variations entre le courant et la puissance d'une part et le couple et la vitesse de rotation d'autre part, en comparant le mode particulier et la technique antArieure. Sur ces courbes, les traits pleins reprAsentent les courbes caractAristiques du mode particulier et les traits en pointillAs reprAsentent les courbes caractAristiques de la technique antArieure. Sur la Eigure 2, l'axe horizontal reprAsente l'Achelle du courant et l'axe vertical reprAsente l'Achelle de la puissance de sotie, du couple et de la vitesse de rotation. La ligne en trait plein A1 reprAsente une courbe caractristique de la puissance de sortie dans ce mode particulier et la ligne en pointillAs A2 reprAsente une courbe caractAristique de la puissance de sortie dans la technique antArieure. La ligne en trait plein B1 reprAsente une courbe caractristique du couple dans ce mode particulier et la ligne B2 en pointills reprsente une courbe caractAristique du couple dans la technique antArieure. La ligne C1 en trait plein reprAsente une 2S courbe caractAristique de la vitesse de rotation dans ce mode particulier et la ligne C2 une courbe caractAristique de la vitesse de rotation dans la technique antArieure. s 226s8 r/ Comme indiqué sur la Figure 2, lorsque le degré de pas court augmente, la zone de commutation tend à augmenter, détériorant de ce fait la rectification. Lorsque le nombre de bobines effectivement excitées sous le pôle magnétique principal diminue, le couple tend à baisser. Mais néanmoins, la puissance est améliorée par la réduction de l' inductance mutuelle de la bobine d'induit 2. En raison de l'utilisation d'un bobinage à pas court, le pas arrière de la bobine est réduit et la longueur de l'extrémité de la bobine est diminuée, ce qui a généralement pour effet d'aboutir à un moteur de puissance réduite. La Figure 3 est une vue en plan d'une partie extrême de la bobine. Sur le schéma, le numéro 2a est une bobine d'induit selon la présente invention et 2b est une bobine d'induit selon la technique antérieure. Comme indiqué sur la Figure 3, en supposant que la longueur de la bobine extrême dans la technique antérieure soit L1 et que celle de la bobine extrême dans la présente invention soit L2, il est entendu que LI > L2 et que la longueur de la bobine extrême est plus petite dans l' invention que dans la technique antérieure. Deuxième mode particulier La Figure 4 est une vue frontale en coupe de la machine électrique rotative selon le deuxTème mode SR 22658 JP/Js particulier l' invention. Dans ce mode particulier, le champ du stator est composé d'un aimant permanent. Dans le schéma, le numéro 5 est l'aimant permanent, le numéro 6 un pôle magnétique auxiliaire et le numéro 7 un induit. Le numéro 8 est un axe neutre géométrique, le numéro 9 est une position de balai et KP est un angle de pôle magnétique (arc de pôle) L' angle du pôle magnétique (arc de pôle) ap est défini pour se situer dans un intervalle compris entre 70 % et 78 % de 360 / 2p. De plus, la position 9 du balai est réglée avec un angle de 4 à 7 par rapport à l'axe neutre géométrique 8 dans le sens opposé de rotation de l'induit Comme le bobinage d'induit est appliqué au démarreur à aimant comme décrit ci-dessus, le nombre de bobines effectivement excitées sous le pôle magnétique principal est réduit et il y a moins d' influence due à la réaction de l'induit. En conséquence, lorsqu'un courant important est appliqué au bobinage d'induit, la réduction de la force magnétique de l'aimant permanent du stator due à la réaction du bobinage se fait plus difficilement. En outre, le réglage de l' angle du pôle magnétique (arc de pôle) p pour qu'il soit situé dans un intervalle compris entre 70 % et 78 % de 360 / 2p et le réglage de la position 9 du balai avec un angle de 4 à 7 par rapport à l'axe neutre géométrique 8 dans le sens opposé de rotation de l'induit 7 font que la dégradation SR 22658 Jp/Js de la rectification est limitée et la puissance est améllorée. Troisième mode particulier La commutation à résistance utilisant la résistance du balai est connue comme méthode pour améliorer la rectification. Dans ce type de commotation à résistance, lorsque l'on utilise la résistance importante de contact du balai, la rectification est exéautée seulement avec l' aide de la résistance de contact du - balai et l'on obtient une courbe de rectification sensiblement linéaire. Mais, si l'on augmente la résistivité du balai, la puissance du moteur est réduite. Pour résoudre ce problème dans ce mode particulier, un balai doublecouche est utilisé. Ce balai double-couche se compose d'un premier matériau contenant une grande quantité de cuivre et présentant une faible résistivité et d'un second matériau contenant un peu de cuivre et ayant un grand pouvoir de résistivité. La Figure 5 est une vue de face d'une partie de balai d'une machine électrique rotative selon le troisième mode particulier de l' invention. Sur le schéma, le numéro 10 est un commutateur, le numéro 11 est un balai, lla est le matériau contenant une grande quantité de cuivre et llb le matériau contenant un peu de cuivre. SR 22658 JP/JB Ainsi, l' association de deux matériaux ayant des résistivités différentes en ce qui concerne le sens de rotation du commutateur 10 permet d'obtenir le balai 11 à double-couche. Le balai double-couche combiné avec l'induit permet d'empêcher la dogradation de la rectification sans réduction de puissance. Caractéristiques et avantages supplémentaires de l' invention La machine électrique rotative proposée dans l' invention comporte une autre caractéristique du commutateur et du balai pour effectuer la rectification, dans laquelle le balai est composé d'une combinaison de matériaux de résistivité différente par rapport à un sens de rotation du commutateur. Un tel agencement permet d'empêcher la dégradation dans la rectification sans réduction de puissance. SR 22658 Jp/Js REVENDICATIONS 1. Machine électrique rotative comprenant un induit disposé à l'intérieur d'un stator et un bobinage d'induit (2) inséré dans une fente (4) aménagée dans ledit induit, caractérisée en ce que ledit bobinage d'induit (2) est disposé sous la forme d'un bobinage ondulé et de telle sorte que l' expression 0,5 pas court. 2. Machine électrique rotative comprenant un stator composé d'un aimant permanent (5), un induit (7) disposé à l'intérieur dudit stator et un bobinage d'induit (2) inséré dans une fente (4) aménagée dans ledit induit, caractérosée en ce que ledit bobinage d'induit (2) est disposé sous la forme d'un bobinage ondulé et un bobinage à pas court et tel que, l 'expression suivante: 0,5 désignant le dogré de bobinage à pas court. 3. Machine électrique rotative selon la revendication 1 ou la revendication 2, comportant en plus un commutateur (10) et un balai (11) pour effectuer la rectification, caractérisé en ce que le balai (11) est composé d'une combinaison de matériaux ayant des résistivités différentes par rapport au sens de rotation dudit commutateur.