Brevet FR2937194A1 — publié le 20100416

Machine électrique tournante à aimants permanents La présente invention concerne une machine électrique tournante à aimants permanents et plus particulièrement une telle machine comportant un rotor muni d'aimants permanents formant un certain nombre de paires de pôles, et un stator à la périphérie duquel sont formés un certain nombre d'enroulements de conducteurs électriques agencés pour être parcourus par un courant électrique alternatif polyphasé, chaque enroulement comportant deux tronçons de conducteurs sensiblement parallèles à l'axe du stator. Dans les machines connues de ce type, les aimants permanents du rotor sont alignés à la périphérie du rotor et les tronçons parallèles d'un même enroulement sont répartis sur toute la périphérie du stator. A titre d'exemple, la figure 1 représente une machine tournante triphasée à quatre paires de pôles de l'art antérieur. On voit sur cette figure le stator 1 et le rotor 2 de cette machine. Le rotor est constitué de huit aimants permanents 3 comportant chacun un pôle nord 4 et un pôle sud 5. Les aimants sont disposés annulairement à la périphérie du rotor de sorte que les pôles nord et sud de chaque aimant soient alignés radialement, avec alternativement un pôle nord à l'extérieur et un pôle nord à l'intérieur. La machine comporte donc quatre paires de pôles. Le stator est constitué d'une armature dans laquelle sont formées des encoches 10 où sont logés les tronçons 11 parallèles à l'axe, des conducteurs électriques des trois enroulements. Les symboles 12 et 13 illustrent le sens dans lequel le courant électrique parcourt les conducteurs 11. Chaque enroulement, parcouru par une des phases du courant triphasé, comporte une pluralité de tronçons tels que 11. Les encoches notées cp;, reçoivent les tronçons de l'enroulement parcouru par la phase i du courant triphasé. On constate donc que chaque enroulement est réparti à la périphérie du stator. Il résulte de cet agencement que le rotor doit être réalisé d'une seule pièce sur son lieu de fabrication avant son transport et son installation. Pour les machines de grande dimensions, le transport du stator est donc une opération délicate et coûteuse. La présente invention vise à palier ces inconvénients. Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir une machine électrique tournante à aimants permanents, dont la construction peut être réalisée de façon modulaire sous forme de sous-ensembles préalablement bobinés et susceptibles d'être assemblés après leur transport. A cet effet, l'invention a pour objet une machine électrique tournante à aimants permanents comportant un rotor muni d'aimants permanents formant un certain nombre de paires de pôles, et un stator à la périphérie duquel sont formés un certain nombre d'enroulements de conducteurs électriques agencés pour être parcourus par un courant électrique alternatif polyphasé, chaque enroulement comportant deux tronçons de conducteurs sensiblement parallèles à l'axe du stator, machine dans laquelle - lesdits enroulements ne se chevauchent pas dans le sens de la périphérie du stator - le nombre de phases dudit courant électrique alternatif polyphasé ne divise pas le nombre de paires de pôles dudit rotor, et - deux enroulements successifs dans le sens de la périphérie du stator sont parcourus par deux phases successives dudit courant électrique alternatif polyphasé. Il est ainsi possible de bobiner les enroulements séparément et de réaliser et de transporter le stator sous la forme de secteurs de cylindre comprenant chacun un seul ou plusieurs enroulements. Dans un mode de réalisation particulier, lesdits tronçons d'un même enroulement sont rassemblés en deux faisceaux, les tronçons d'un desdits faisceaux étant parcourus par le courant électrique dans un certain sens dans la direction de l'axe du stator, et les tronçons de l'autre desdits faisceaux étant parcourus par le courant électrique dans l'autre sens dans la direction de l'axe du stator. Plus particulièrement, la distance entre les deux faisceaux de chaque enroulement peut être sensiblement égale au pas des pôles du rotor. Egalement dans un mode de réalisation particulier, le nombre d'enroulements est égal au nombre de phases dudit courant alternatif, On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique en coupe d'une ma- chine tournante triphasée de l'art antérieur à quatre paires de pôles ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une machine tournante triphasée à quatre paires de pôles selon l'invention ; et - la figure 3 illustre les tensions dans les trois phases de la machine de la figure 2. On voit à la figure 2 le stator 31 et le rotor 32 d'une machine selon l'invention. Le rotor de cette machine est identique à celui de l'art antérieur de sorte que les aimants individuels 33 et leurs pôles nord 34 et leurs pôles sud 35 sont répartis de la même manière. L'armature du stator comporte de même des encoches 40 dans lesquelles sont logés les tronçons 41 parallèles à l'axe, des conducteurs électriques des enroulements. En revanche, les trois enroulements 51, 52 et 53, parcourus chacun par une des phases du courant triphasé, sont répartis symétriquement autour de l'axe du stator mais sont ici disjoints, c'est-à-dire ne se chevauchent pas dans le sens de la périphérie du stator. Il est donc possible de les réaliser indépendamment les uns des autres. On peut montrer que pour qu'un tel agencement fonctionne, il faut que le nombre de phases du courant polyphasé, ici trois, ne divise pas le nombre de paires de pôles, ici quatre. Les tronçons 41 d'un même enroulement sont regroupés en deux faisceaux dans chacun desquels le courant circule dans le même sens. Les deux faisceaux d'un même enroulement sont ici espacés de 45°, ce qui est égal au pas polaire du rotor. On voit à la figure 3 les tensions alternatives aux bornes des trois enroulements 51, 52 et 53, décalées de 120°. La somme de ces tensions redressées est une tension continue sensiblement constante. REVENDICATIONS1 Machine électrique tournante à aimants permanents comportant un rotor (32) muni d'aimants permanents (33) formant un certain nombre de paires de pôles, et un stator (31) à la périphérie duquel sont formés un certain nombre d'enroulements (51, 52, 53) de conducteurs électriques agencés pour être parcourus par un courant électrique alternatif polyphasé, chaque enroulement comportant une pluralité de tronçons (41) de conducteurs sensiblement parallèles à l'axe du stator, caractérisé en ce que - lesdits enroulements ne se chevauchent pas dans le sens de la périphérie du stator - le nombre de phases dudit courant électrique alternatif polyphasé ne divise pas le nombre de paires de pôles dudit rotor, et - deux enroulements successifs dans le sens de la périphérie du stator sont parcourus par deux phases successives dudit courant électrique alternatif polyphasé. 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle lesdits tronçons d'un même enroulement sont rassemblés en deux faisceaux, les tronçons d'un desdits faisceaux étant parcourus par le courant électrique dans un certain sens dans la direction de l'axe du stator, et les tronçons de l'autre desdits faisceaux étant parcourus par le courant électrique dans l'autre sens dans la direction de l'axe du stator. 3. Machine selon la revendication 2, dans laquelle la distance entre les deux faisceaux de chaque enroulement est sensiblement égale au pas des pôles du rotor. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le nombre d'enroulements est égal au nombre de phases dudit courant alternatif.