Brevet FR2870402A1 — publié le 20051118

La présente invention concerne une génératrice rotative de courant électrique à aimant permanent. Il n'est pas besoin de citer un quelconque document illustrant l'état de la technique tant sont nombreu- ses et bien connues les génératrices de courant à aimant permanent. La présente invention s'inscrit dans cet état de la technique et propose une architecture extrêmement simple donc bon marché pour une telle génératrice dont les domaines d'application sont nombreux. Une telle génératrice en effet, compte tenu de sa grande sensibilité et en particulier de sa capacité à engendrer un courant significatif pour une rotation faible ou à faible vitesse, peut être utilisée comme un capteur dans lequel le cou- rapt émis est par exemple significatif d'un paramètre d'un écoulement de fluide. Elle peut également constituer un chargeur autonome pour des batteries d'accumulation d'un appareil électronique portatif... A cet effet donc, l'invention a pour objet une génératrice de courant électrique qui comporte une plaque en matériau magnétique portant sur l'une de ses faces une pluralité paire d'enroulements en forme de secteurs de disque régulièrement répartis autour d'un axe perpendiculaire à la plaque, son autre face étant équipée d'un pa- lier pour un arbre coaxial audit axe traversant la plaque, la génératrice comportant également un disque portant une pluralité paire d'aimants permanents régulière-ment répartis autour son centre, deux aimants adjacents présentant des faces polaires de polarité alternée et le disque étant calé en son centre sur l'arbre à l'opposé du palier par rapport à la plaque et aux enroulements. L'un des avantages de cette architecture est que le disque porte-aimants est naturellement attiré par la plaque en matière magnétique si bien que son montage dans le palier est très aisé. Il suffit en effet de prévoir une seule butée axiale qui limite le déplacement dû à la force d'attraction à une distance donnée afin de créer un entrefer entre la plaque et les aimants dans lequel sont logés les enroulements en forme de secteur. Un autre avantage de cette génératrice est que les enroulements sont fixes et dans ces conditions il n'est pas besoin de mettre en place des collecteurs frottants dont la fragilité constitue la principale source de dysfonctionnement d'une génératrice à enroulements tour- nants. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les enroulements et les aimants permanents sont au nombre de six embrassant chacun un secteur de 60 . Les enroulements sont en outre connectés les uns aux autres en série de sorte que le courant induit dans chaque enroulement a le même sens que celui induit dans tous les autre enroulements lors de la rotation des aimants permanents dans le palier. L'autre face de la plaque en matériau magnétique, c'est-à-dire celle qui supporte le palier, forme égale-ment le support d'une plaque de circuit imprimé qui as-sure notamment une connexion électrique des enroulements entre eux et sur laquelle on a disposé des composants électroniques qui assurent le traitement et/ou l'expiai- tation du courant électrique produit ce, en fonction de la destination de ce courant. L'arbre sur lequel est calé le disque des aimants peut posséder toute sorte de moyens pour son accouplement à un organe moteur tournant. Mais dans une réalisation particulière de l'invention, le disque d'aimants permanents constitue ce moyen d'accouplement magnétique de la génératrice à cet organe moteur tournant, lui-même équipé d'éléments ferromagnétiques et/ou d'aimants permanents susceptibles de réaliser cet accouplement magnétique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description donnée ci-après d'un exemple de sa réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe de la génératrice selon l'invention, - la figure 2 est une vue extérieure partielle de la génératrice illustrant la forme des enroulements. En se reportant à ces figures on constate que la génératrice est principalement constituée d'une plaque 1 en matériau ferromagnétique, par exemple en acier, percée d'un orifice 2. Cet orifice 2 reçoit une partie 3a de petit diamètre d'un palier 3 qui repose et est fixé par tout moyen connu schématisé par le trait mixte 4 (vis- sage, collage, soudage...) sur la face supérieure la de la plaque 1. Ce palier 3 comporte des organes 5 qui sont soit des roulements à billes soit des coussinets lisses pour guider à rotation un arbre 6. Cet arbre 6 est solidaire en rotation et en translation d'un disque 7 qui est constitué ou qui porte des segments aimantés permanents comme décrits ci-après. Ce disque 7 est situé à l'opposé de la partie principale du palier 3 par rapport à la plaque 1 et définit avec cette plaque 1 un entrefer 8. Un épaule- ment 6a de l'arbre 6 empêche au disque 6 de venir se coller contre la plaque sous l'effet de l'attraction magné-tique. Dans l'entrefer, la génératrice comporte des en-roulements plats 9 fixés à la plaque 1 sur sa face lb op- posée à la face la en forme de secteurs de disques et contenus dans des armatures par exemple en matière plastique 10 mieux visibles sur la figure 2. Dans le mode de réalisation illustré, chaque armature 10 occupe un secteur de disque d'angle au centre égal à 60 , de sorte que la génératrice comporte six enroulements, c'est-à-dire une pluralité de trois paires. On a pas représenté la connexion des bobines entre elles. Il faut simplement dire que cette connexion est telle que les bobines sont en séries et sont chacune parcourus par le courant induit de manière que le sens de circulation de ce courant soit le même dans tous les en-roulements à chaque instant. En d'autres termes, à chaque instant chaque courant induit dans un enroulement vient s'ajouter au courant induit dans tous les autres enroule- ments. Les armatures 10 possèdent toutes sortes d'orifices et/ou d'ergots qui permettent leur fixation correcte-ment calée autourede l'axe du palier 3 afin également de pouvoir sortir les extrémités des fils des enroulements. De préférence ces extrémités traversent la plaque lb pour rejoindre un circuit imprimé sur une plaque 11 qui d'une part, peut assurer les connexions inter-enroulements sus-dites et, d'autre part, peut porter de nombreux composants électroniques de traitement et/ou d'exploitation du courant produit. Ces composants ne sont pas représentés aux figures. Le disque 7 peut être réalisé par une structure sandwich, c'est-à-dire une plaque qui porte des aimants permanents en forme de secteurs exactement correspondants aux secteurs définis par les armatures 10 des enroulements. Dans une autre réalisation qui résulte du fait que l'on sait réaliser des aimants permanents suffisamment rigides, le disque 7 est purement et simplement l'assemblage de six aimants permanents 12 adjacents en forme de secteurs de disques. Les faces polaires 12a et 12b de chaque secteur présentent des polarités alternées d'un aimant adjacent à l'autre. On a noté cette alternance à la figure 1 pour deux aimants permanents diamétralement opposés. L'arbre 6 est destiné à communiquer une rotation au disque 7 d'aimants permanents alors que la plaque 1 est maintenue stationnaire sur un support adapté. A cet effet donc, l'arbre 6 peut comporter toute extension utile à son accouplement à un organe moteur rotatif comme une hélice, un anémomètre, une turbine. Dans un mode préféré de réalisation de cet accouplement, on utilisera avantageusement les aimants 12 du disque 7 pour procéder à un accouplement magnétique de ce disque avec un organe moteur rotatif qui présenterait en regard du disque 7 des moyens magnétiques pour assurer l'accouplement en rotation de l'organe et du disque. L'intérêt d'un tel accouplement est qu'il peut être réalisé sans contactset par exemple au travers d'une paroi d'étanchéité amagnétique. REVENDICATIONS 1. Génératrice de courant électrique, caractérisée en ce qu'elle comporte une plaque (1) en matière magnétique portant sur l'une de ses faces (lb) une plurali- té paire d'enroulements (9) en forme de secteurs de dis-que, régulièrement répartis autour d'un axe perpendicu- laire à la plaque (1), son autre d'un palier (3) pour un arbre (6) traversant la plaque (1), et en disque (7) portant une pluralité nents (12) régulièrement répartis face (la) étant équipée coaxial à l'axe susdit, ce qu'elle comporte un paire d'aimants permaautour son centre, deux aimants adjacents' présentant des faces polaires (12a, 12b) de polarité alternée tandis que le disque (7) est calé sur l'arbre (6) à l'opposé du palier (3) par rapport à la plaque (1) et aux enroulements (9). 2. Génératrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les enroulements (9) et les aimants permanents (12) sont au nombre de six, embrassant chacun un secteur de 60 . 3. Génératrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les enroulements (9) sont connectés les uns aux autres en série de sorte que le courant induit dans chaque enroulement a le même sens que celui induit dans tous les autres enroulements lors 25 de la rotation des aimants permanents dans le palier. 4. Génératrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite autre face (la) de la plaque (1) en matériau magnétique forme le support d'une plaque (11) de circuit imprimé qui assure 30 notamment la connexion électrique des enroulements entre eux. 5. Génératrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le disque d'aimants (7) permanents constitue le moyen d'accouplement magnéti-35 que de la génératrice à un organe moteur tournant.