FR2831345A1 - Electrical machine with automatic mechanical flux reduction has stator and two part permanent magnet rotor one part being connected to an output shaft and the other able to rotate relative to first - Google Patents

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Van Anh Linh Bui
Armando Fonseca
Jacques Hilaire
Jean Paul Yonnet
Christian Chillet
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Abstract

The electrical machine (1) is synchronous, has a stator (2) and rotor (3). The rotor has four permanent magnets (13) is built in two longitudinal sections (9,10). The first section has an output shaft (8) and the second section is able to rotate through limited angles relative to the first. The rotation causes a portion of magnetic flux to be diverted through the rotor thus reducing the airgap flux for variable speed operation An Independent claim is included for: A longitudinally divided rotor with limited relative angular rotation able to reduce stator airgap flux by diversion through rotor

Description

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Machine électrique à défluxage mécanique
La présente invention concerne le domaine des machines électriques, comprenant en général un rotor et un stator, le stator étant fixé par exemple à un carter et le rotor étant couplé à un arbre.
Electric machine with mechanical flux reduction
The present invention relates to the field of electrical machines, generally comprising a rotor and a stator, the stator being fixed for example to a casing and the rotor being coupled to a shaft.

Dans le domaine des machines électriques, on connaît les machines synchrones à aimants permanents dont l'utilisation dans les entraînements électriques est croissante. En effet, l'utilisation d'aimants à haute performance, notamment à base de terres rares, permet d'obtenir des machines synchrones très compactes et très performantes.  In the field of electric machines, synchronous permanent magnet machines are known, the use of which in electric drives is increasing. Indeed, the use of high performance magnets, in particular based on rare earths, makes it possible to obtain very compact and very efficient synchronous machines.

La particularité des machines synchrones à aimants permanents est d'avoir un flux inducteur créé par des aimants permanents, c'est-àdire non modifiable par intervention extérieure. La stabilité du flux inducteur est mise à profit pour obtenir de grands couples massiques.  The particularity of synchronous machines with permanent magnets is that they have an inductive flux created by permanent magnets, that is to say, not modifiable by external intervention. The stability of the inductive flux is used to obtain large mass torques.

La stabilité du flux inducteur présente un inconvénient dans le cas du fonctionnement à vitesse variable. En effet, la force électromotrice aux bornes de la machine est proportionnelle à la vitesse. Si on souhaite fonctionner à tension constante et vitesse variable, il faut moduler le flux résultant dans la machine. Cela peut se faire en faisant circuler des courants dans le bobinage du stator de façon telle que le flux produit par ces courants s'oppose au flux des aimants. Toutefois, compte tenu de la faible réactance de ces machines, les courants nécessaires pour régler le flux sont importants, de l'ordre du courant nominal. Les pertes Joule ainsi créées dans le bobinage du stator sont très importantes et diminuent notablement le rendement des machines, en particulier en régime de faible charge et vitesse élevée.  The stability of the inductor flow has a drawback in the case of variable speed operation. Indeed, the electromotive force at the terminals of the machine is proportional to the speed. If you want to operate at constant voltage and variable speed, you must modulate the resulting flow in the machine. This can be done by circulating currents in the stator winding so that the flux produced by these currents opposes the flux of the magnets. However, given the low reactance of these machines, the currents necessary to regulate the flow are large, of the order of the nominal current. The Joule losses thus created in the stator winding are very high and significantly reduce the efficiency of the machines, in particular under low load and high speed conditions.

Le besoin existe donc de modifier le flux généré par un inducteur rotorique à aimants permanents, de manière mécanique, sans dispositif externe de commande ou de contrôle, en particulier sans actionneur électrique ou hydraulique supplémentaire, sans aimant statorique, sans circuit supplémentaire ne s'insérant pas dans la  There is therefore a need to modify the flux generated by a rotor inductor with permanent magnets, mechanically, without an external command or control device, in particular without additional electric or hydraulic actuator, without stator magnet, without additional circuit not being inserted. not in the

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géométrie classique d'un rotor, à changement de configuration automatique, par exemple basée sur le sens de rotation et permettant de réduire l'induction d'entrefer et par conséquent les pertes fer. L'article"Efficiency of a permanent magnet polyphase machine with a mechanical field weakening"de MM. Rattei et Kraper paru dans ICEM 2000, pages 1688 à 1691,28-30 août 2000 ESPOO Finlande, décrit un rotor de machine électrique pourvu d'aimants en surface disposés sur quatre anneaux, deux solidaires en rotation de l'arbre et deux susceptibles de tourner de façon que la polarité des aimants puisse être alternée en direction axiale d'où il découle que la résultante de flux et la force électro-magnétique induite dans le bobinage du stator est nulle.  classic geometry of a rotor, with automatic configuration change, for example based on the direction of rotation and making it possible to reduce the air gap induction and consequently the iron losses. The article "Efficiency of a permanent magnet polyphase machine with a mechanical field weakening" by MM. Rattei and Kraper published in ICEM 2000, pages 1688 to 1691, 28-30 August 2000 ESPOO Finland, describes an electric machine rotor provided with surface magnets arranged on four rings, two integral in rotation with the shaft and two capable of rotate so that the polarity of the magnets can be alternated in the axial direction, from which it follows that the flux resultant and the electromagnetic force induced in the stator winding are zero.

Toutefois, la machine décrite dans cet article est à aimants en surface. Par conséquent, seule la composante vectorielle des champs magnétiques est variable.  However, the machine described in this article is with surface magnets. Consequently, only the vector component of the magnetic fields is variable.

La présente invention propose un rotor et une machine électrique à perte réduite dans les matériaux magnétiques.  The present invention provides a rotor and an electrical machine with reduced loss in magnetic materials.

La présente invention propose un rotor à aimants encastrés ou enterrés construit de façon telle que les composantes des champs magnétiques puissent être réduites.  The present invention provides a rotor with embedded or buried magnets constructed in such a way that the components of the magnetic fields can be reduced.

La machine électrique, selon un aspect de l'invention, comprend un stator, un rotor, et un arbre de sortie. Le rotor comprend une première partie reliée à l'arbre de sortie et une deuxième partie susceptible de tourner par rapport à la première. La machine comprend un moyen pour dériver une partie du flux en interne dans le rotor de façon que le flux dans le stator soit réduit. On diminue ainsi le flux dans les parties magnétiques du stator ce qui réduit les pertes fer tout en bénéficiant d'un défluxage rotorique réduisant les pertes Joule. On obtient ainsi un rendement satisfaisant.  The electric machine, according to one aspect of the invention, comprises a stator, a rotor, and an output shaft. The rotor comprises a first part connected to the output shaft and a second part capable of rotating relative to the first. The machine includes means for diverting part of the flow internally in the rotor so that the flow in the stator is reduced. The flux in the magnetic parts of the stator is thus reduced, which reduces the iron losses while benefiting from a rotor defluxing reducing the Joule losses. This gives a satisfactory yield.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le rotor comprend une carcasse et une pluralité d'aimants permanents encastrés dans la carcasse.  In one embodiment of the invention, the rotor comprises a carcass and a plurality of permanent magnets embedded in the carcass.

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Dans un mode de réalisation de l'invention, la machine comprend un stator bobiné et un rotor à aimants permanents, la machine étant du type synchrone.  In one embodiment of the invention, the machine comprises a wound stator and a rotor with permanent magnets, the machine being of the synchronous type.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la deuxième partie est mobile en rotation par rapport à la première partie sur un secteur angulaire prédéterminé, la dérivation du flux en interne dans le rotor se fait entre les pôles de la deuxième partie et les pôles de la première partie, et varie en fonction de l'angle.  In one embodiment of the invention, the second part is movable in rotation relative to the first part over a predetermined angular sector, the bypass of the flow internally in the rotor takes place between the poles of the second part and the poles of the first part, and varies depending on the angle.

Ledit secteur angulaire peut être inférieur à l'angle entre deux pôles de la machine.  Said angular sector may be less than the angle between two poles of the machine.

Dans un mode de réalisation, le rotor comprend deux butées mécaniques limitant la rotation de la deuxième partie par rapport à la première.  In one embodiment, the rotor comprises two mechanical stops limiting the rotation of the second part relative to the first.

Avantageusement, le rotor comprend un couplage mécanique- élastique entre les première et deuxième parties. Ledit couplage mécanique élastique peut être équipé d'une barre de torsion. Ledit couplage mécanique peut être actif sur une fraction dudit secteur angulaire.  Advantageously, the rotor comprises a mechanical-elastic coupling between the first and second parts. Said elastic mechanical coupling can be equipped with a torsion bar. Said mechanical coupling can be active on a fraction of said angular sector.

On obtient ainsi une machine de construction simple, avec un stator classique et un rotor simple ne nécessitant pas de liaisons mécaniques ou électriques supplémentaires avec l'extérieur.  A simple construction machine is thus obtained, with a conventional stator and a simple rotor not requiring additional mechanical or electrical connections with the outside.

L'invention propose également un rotor pour machine électrique, comprenant une première partie reliée à un arbre de sortie et une deuxième partie susceptible de tourner par rapport à la première. Le rotor comprend un moyen pour dériver au moins une partie du flux en interne dans le rotor de façon que le flux dans l'entrefer soit réduit.  The invention also provides a rotor for an electrical machine, comprising a first part connected to an output shaft and a second part capable of rotating relative to the first. The rotor includes means for diverting at least part of the flow internally in the rotor so that the flow in the air gap is reduced.

L'invention propose également un alternateur-démarreur équipé d'un tel rotor. Un véhicule peut être équipé d'un groupe motopropulseur comprenant un alternateur-démarreur.  The invention also provides an alternator-starter equipped with such a rotor. A vehicle can be equipped with a powertrain comprising an alternator-starter.

Le rotor peut être divisé en deux parties, de dimensions semblables ou différentes. La partie mobile est apte à se déplacer en rotation entre une première position dans laquelle le flux envoyé au stator est maximal et une deuxième position dans laquelle le flux  The rotor can be divided into two parts, of similar or different dimensions. The movable part is able to move in rotation between a first position in which the flux sent to the stator is maximum and a second position in which the flux

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envoyé au stator est réduit, une partie importante et déterminée du flux passant en interne dans le rotor. Le flux minimal dépend du rapport des réluctances d'entrefer et des réluctances internes du rotor.  sent to the stator is reduced, a large and determined part of the flow passing internally in the rotor. The minimum flux depends on the ratio of the air gap reluctances and the internal reluctances of the rotor.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine électrique selon l'invention ; les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en perspective d'un rotor selon l'invention ; - la figure 4 est un diagramme de l'évolution de l'induction d'entrefer et de la force électromotrice en fonction de la rotation de la partie mobile du rotor (angle électrique) ; - les figures 5 à 9 sont des diagrammes d'évolution du couple exercé entre les deux parties du rotor (angle mécanique) selon différents modes de réalisation ; et - la figure 10 est une vue schématique en coupe axiale d'un rotor selon un mode de réalisation de l'invention.  The present invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of a few embodiments taken by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings in which: - Figure 1 is a perspective view an electric machine according to the invention; Figures 2 and 3 are schematic perspective views of a rotor according to the invention; - Figure 4 is a diagram of the evolution of the air gap induction and the electromotive force as a function of the rotation of the mobile part of the rotor (electrical angle); - Figures 5 to 9 are evolution diagrams of the torque exerted between the two parts of the rotor (mechanical angle) according to different embodiments; and - Figure 10 is a schematic view in axial section of a rotor according to an embodiment of the invention.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la machine électrique 1 comprend un stator 2 et un rotor 3. Le stator 2 présente une forme générale de cylindre de révolution creux avec un trou traversant axial dans lequel est disposé le rotor 3.  As can be seen in FIG. 1, the electric machine 1 comprises a stator 2 and a rotor 3. The stator 2 has the general shape of a hollow cylinder of revolution with an axial through hole in which the rotor 3 is placed.

Le stator 2 comprend une carcasse 4 réalisée en matériau magnétique, par exemple un empilage de tôles magnétiques. La carcasse 4 comprend sur son alésage une pluralité, ici douze, d'encoches axiales 5 s'étendant substantiellement sur toute la longueur de la carcasse 4. Dans les encoches 5, est disposé un bobinage 6 relié de façon non représentée, à des moyens d'alimentation de la machine électrique 1. Entre les encoches 5, la carcasse 4 présente un nombre correspondant de dents radiales 7 s'étendant entre l'alésage du stator 2 et le cercle fictif passant par le fond des encoches 5.  The stator 2 comprises a carcass 4 made of magnetic material, for example a stack of magnetic sheets. The carcass 4 comprises on its bore a plurality, here twelve, of axial notches 5 extending substantially over the entire length of the carcass 4. In the notches 5, is disposed a coil 6 connected in a manner not shown, to means supplying the electric machine 1. Between the notches 5, the carcass 4 has a corresponding number of radial teeth 7 extending between the bore of the stator 2 and the notional circle passing through the bottom of the notches 5.

Le rotor 3 est de type à quatre pôles et présente une forme générale de cylindre de révolution de diamètre extérieur légèrement  The rotor 3 is of the four-pole type and has a general shape of cylinder of revolution with an outside diameter slightly

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inférieur à l'alésage du stator 2. Le rotor 3 comprend un arbre 8, sur lequel sont montées une partie 9 solidaire en rotation de l'arbre 8 et une partie 10 susceptible de se déplacer en rotation par rapport à l'arbre 8. Les parties 9 et 10 sont axialement contiguës. La longueur respective des parties 9 et 10 pourra très facilement être adaptée à chaque application en fonction de la variation de flux souhaitée. La construction des parties 9 et 10 est relativement semblable en ce sens qu'elles comprennent toutes deux une carcasse respectivement 11,12 et quatre aimants respectivement 13,14 formant quatre pôles. Les aimants 13 et 14 sont dits encastrés en ce sens qu'ils s'étendent sensiblement entre l'arbre 8 et la périphérie du rotor 3. La carcasse 11, 12 est formée d'un empilement de tôles magnétiques. Chaque carcasse 11, 12 est formée de quatre parties chacune présentant une section transversale en quart de cercle.  lower than the bore of the stator 2. The rotor 3 comprises a shaft 8, on which are mounted a part 9 integral in rotation with the shaft 8 and a part 10 capable of moving in rotation relative to the shaft 8. Parts 9 and 10 are axially contiguous. The respective length of parts 9 and 10 can very easily be adapted to each application according to the desired flow variation. The construction of parts 9 and 10 is relatively similar in that they both comprise a carcass 11,12 respectively and four magnets 13,14 respectively forming four poles. The magnets 13 and 14 are said to be embedded in the sense that they extend substantially between the shaft 8 and the periphery of the rotor 3. The carcass 11, 12 is formed from a stack of magnetic sheets. Each carcass 11, 12 is formed of four parts each having a cross section in a quarter of a circle.

Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2 et 3, la partie 10 peut tourner d'un angle O par rapport à la partie 9. Pour permettre cette rotation, on pourra prévoir un montage de la partie 10 sur l'arbre 8 par l'intermédiaire de paliers, éventuellement de paliers à roulement, non représentés. Plus particulièrement, on pourra prévoir un palier présentant un coefficient de frottement déterminé pour laisser subsister un couple de frottement lors de la rotation de la partie 10 par rapport à la partie 9.  As can be seen more particularly in FIGS. 2 and 3, the part 10 can rotate at an angle O relative to the part 9. To allow this rotation, provision may be made for mounting the part 10 on the shaft 8 by via bearings, possibly rolling bearings, not shown. More particularly, a bearing could be provided with a determined coefficient of friction to allow a friction torque to remain during the rotation of the part 10 relative to the part 9.

Sur la figure 2, la partie 10 est dans une première position par rapport à la partie 9 dans laquelle les pôles 13 et 14 sont alignés. La machine électrique 1 se comporte alors comme une machine classique dont le rotor est construit en une partie, semblable par exemple à la partie 9. Le flux traversant le stator est alors le flux maximal qui n'est autre que le flux nominal dans le cas d'une machine de construction classique.  In FIG. 2, the part 10 is in a first position relative to the part 9 in which the poles 13 and 14 are aligned. The electric machine 1 then behaves like a conventional machine, the rotor of which is constructed in one part, similar for example to part 9. The flux passing through the stator is then the maximum flux which is none other than the nominal flux in the case of a conventional construction machine.

Sur la figure 3, on voit que la partie 10 est dans une deuxième position après avoir tourné de l'angle 0 par rapport à la partie 9. Les aimants sont alors angulairement décalés de l'angle 0. Il en résulte que le flux peut circuler au moins en partie à l'intérieur du rotor 3 selon la trajectoire de flux partiellement représentée et référencée 15.  In FIG. 3, it can be seen that the part 10 is in a second position after having rotated by the angle 0 relative to the part 9. The magnets are then angularly offset by the angle 0. As a result, the flux can circulate at least partially inside the rotor 3 according to the flow path partially shown and referenced 15.

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Plus généralement, l'induction de l'entrefer est maximale dans la première position et décroît ensuite au fur et à mesure de l'augmentation de l'angle entre les pôles 14 et 13, c'est-à-dire entre les parties 10 et 9. La force électromotrice est créée conjointement par les deux demi-rotors (parties 9 et 10) et décroît plus rapidement que l'induction dans chaque entrefer car un déphasage apparaît entre les deux composantes d'induction lorsque l'angle de déphasage entre les parties 9 et 10 augmente. On peut noter que la force électromotrice s'annule pour un angle de 1800 électrique de déphasage bien que l'induction d'entrefer ne s'annule pas, et ce en raison de l'opposition de phase entre les deux composantes d'induction. En outre, il existe des forces d'interaction entre les deux parties 9 et 10 du rotor 3 du fait des flux de fuite échangés entre lesdites parties 9 et 10. Ces forces d'interaction créent un couple qui tend à aligner les pôles sud d'une partie avec les pôles nord de l'autre partie, ce qui correspond à la position de flux minimale.  More generally, the air gap induction is maximum in the first position and then decreases as the angle between the poles 14 and 13 increases, that is to say between the parts 10 and 9. The electromotive force is created jointly by the two half-rotors (parts 9 and 10) and decreases faster than the induction in each air gap because a phase shift appears between the two induction components when the phase angle between parts 9 and 10 increases. It can be noted that the electromotive force is canceled for an electrical angle of 1800 of phase shift although the air gap induction does not cancel, and this due to the phase opposition between the two induction components. In addition, there are interaction forces between the two parts 9 and 10 of the rotor 3 due to the leakage fluxes exchanged between said parts 9 and 10. These interaction forces create a torque which tends to align the south poles d 'one part with the north poles of the other part, which corresponds to the minimum flux position.

En d'autres termes, le rotor 3 tend par construction à prendre la deuxième position, illustrée sur la figure 3, limitée de façon mécanique par des butées. En outre, deux autres types de force peuvent venir s'appliquer sur la partie mobile 10, notamment la force créée par un système mécanique à ressort placé entre l'arbre 8 et la partie mobile 10 et/ou la force créée par l'interaction des courants statoriques et des aimants de ladite partie mobile 10. L'évolution de l'induction d'entrefer et de la force électromotrice en fonction de la rotation de la partie mobile du rotor est illustrée sur les deux courbes de la figure 4.  In other words, the rotor 3 tends by construction to take the second position, illustrated in FIG. 3, mechanically limited by stops. In addition, two other types of force can be applied to the mobile part 10, in particular the force created by a mechanical spring system placed between the shaft 8 and the mobile part 10 and / or the force created by the interaction. stator currents and magnets of said mobile part 10. The evolution of the air gap induction and of the electromotive force as a function of the rotation of the mobile part of the rotor is illustrated on the two curves of FIG. 4.

L'évolution du couple exercé entre les deux parties 9 et 10 du rotor 3 tel qu'illustré sur les figures 1 à 3 est illustrée en figure 5.  The evolution of the torque exerted between the two parts 9 and 10 of the rotor 3 as illustrated in FIGS. 1 to 3 is illustrated in FIG. 5.

On voit que le couple évolue entre un minimum noté r pour un angle de déphasage élevé entre les deux parties 9 et 10 et un maximum noté Fc pour un angle minimal de déphasage entre les parties 9 et 10.  We see that the torque changes between a minimum noted r for a high phase shift angle between the two parts 9 and 10 and a maximum noted Fc for a minimum phase shift angle between the parts 9 and 10.

Les angles minimum et maximum sont déterminés par des butées mécaniques qui limitent la course de rotation de la partie mobile 10. The minimum and maximum angles are determined by mechanical stops which limit the rotational stroke of the mobile part 10.

Tant que le couple créé par les courants sur la partie mobile 10 du rotor 3 reste supérieur à-rg, la partie mobile 10 ne change pas de  As long as the torque created by the currents on the mobile part 10 of the rotor 3 remains greater than-rg, the mobile part 10 does not change

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position par rapport à l'arbre 8. La position notée B est stable. Si par contre, le couple descend en-dessous de-rob la partie mobile 10 change de position. Sa nouvelle position d'équilibre est celle pour laquelle le couple interne du rotor vaut l'opposé du couple électromagnétique. Pour un couple inférieur à-rc, la partie mobile 10 se retrouve en butée au point C c'est-à-dire en butée de flux maximal.  position relative to the shaft 8. The position denoted B is stable. If, on the other hand, the torque drops below de-rob the mobile part 10 changes position. Its new equilibrium position is that for which the internal torque of the rotor is the opposite of the electromagnetic torque. For a torque less than-rc, the mobile part 10 finds itself in abutment at point C, that is to say in abutment for maximum flux.

Le fonctionnement qui vient d'être décrit ci-dessus peut être largement modifié par ajout d'un dispositif mécanique à ressort placé par exemple entre la partie mobile 10 et l'arbre 8.  The operation which has just been described above can be largely modified by adding a mechanical spring device placed for example between the movable part 10 and the shaft 8.

Sur la figure 6, on voit que le couple des ressorts vient s'ajouter et tend à décaler la courbe de couple vers le haut. La position de butée de flux réduit est renforcée en ce sens que la partie mobile 10 ne la quitte que pour une valeur de couple plus importante avec supérieur à Fg.  In Figure 6, we see that the torque of the springs is added and tends to shift the torque curve upwards. The reduced flow stop position is reinforced in the sense that the mobile part 10 leaves it only for a higher torque value with greater than Fg.

Sur la figure 7, on a prévu un couple de ressorts négatifs qui tend à diminuer la valeur de couple total avec une position B2 atteinte pour un couple r B2 négatif. Pour atteindre la position B2, il faut cette fois appliquer un couple positif sur la partie mobile 10. La position C2 en butée de flux maximal est atteinte pour un couple plus faible que la position C illustrée sur la figure 5.  In FIG. 7, a couple of negative springs is provided which tends to decrease the value of total torque with a position B2 reached for a negative torque r B2. To reach the position B2, this time it is necessary to apply a positive torque to the mobile part 10. The position C2 at the maximum flow stop is reached for a lower torque than the position C illustrated in FIG. 5.

On peut aussi utiliser un système de ressorts qui ne créé un couple que pour une fraction de l'étendue angulaire, voir figure 8. Dans cette configuration, on conserve une bonne rigidité pour atteindre le point C3 de butée de flux maximal et on facilite les modifications de position pour les faibles flux. La position de repos en l'absence d'alimentation en courant de la machine électrique n'est pas la position B3 de butée de flux réduit mais le point pour lequel le couple s'annule.  It is also possible to use a spring system which creates a torque only for a fraction of the angular extent, see FIG. 8. In this configuration, good rigidity is maintained in order to reach the point C3 of maximum flow stop and it facilitates the position changes for low flows. The rest position in the absence of current supply to the electric machine is not the position B3 of reduced flow stop but the point for which the torque is canceled.

Sur la figure 9, est représentée une courbe de couple de ressorts plus élaborée qui peut être obtenue avec un dispositif mécanique passif constitué de ressorts, galets et cames donnant la possibilité d'ajuster la forme et l'amplitude du couple mécanique. Le couple résultant du couple des ressorts et couple électromagnétique est très faible, ce qui facilite les changements de position angulaire de la  In FIG. 9, a more elaborate spring torque curve is shown which can be obtained with a passive mechanical device made up of springs, rollers and cams giving the possibility of adjusting the shape and the amplitude of the mechanical torque. The torque resulting from the torque of the springs and electromagnetic torque is very low, which facilitates changes in the angular position of the

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partie mobile 10. Pour tout couple positif, la position stable reste la position r à flux minimal. Avec un faible couple négatif, la partie mobile 10 change de position et le flux varie.  movable part 10. For any positive torque, the stable position remains the position r with minimum flux. With a small negative torque, the mobile part 10 changes position and the flow varies.

Sur la figure 10 est illustré un exemple du dispositif mécanique avec un couplage élastique entre la partie mobile 10 et l'arbre 8.  In FIG. 10 is illustrated an example of the mechanical device with an elastic coupling between the mobile part 10 and the shaft 8.

L'arbre 8 est creux, percé d'un trou axial 16 et présentant axialement au niveau de la partie fixe 9 une surépaisseur 17 sur sa périphérie. La partie fixe 9 est montée directement sur la périphérie de la surépaisseur 17. La partie mobile 10 est montée sur un manchon 18 dont elle est solidaire, ledit manchon 18 étant apte à tourner par rapport à l'arbre 8 sur lequel il est monté. Le manchon 18 et la surépaisseur 17 présentent un même diamètre extérieur ce qui permet de standardiser la fabrication de la partie mobile 10 et de la partie fixe 9 qui peuvent être identiques ou à tout le moins, de même épaisseur.  The shaft 8 is hollow, pierced with an axial hole 16 and having axially at the level of the fixed part 9 an additional thickness 17 on its periphery. The fixed part 9 is mounted directly on the periphery of the extra thickness 17. The movable part 10 is mounted on a sleeve 18 of which it is integral, said sleeve 18 being able to rotate relative to the shaft 8 on which it is mounted. The sleeve 18 and the extra thickness 17 have the same outside diameter which makes it possible to standardize the manufacture of the movable part 10 and of the fixed part 9 which may be identical or at least of the same thickness.

En outre, le rotor 3 comprend un doigt transversal 19 solidaire du manchon 18 et venant en saillie dans deux trous circulaires diamétralement opposés du manchon 18 et dans deux trous 21 de forme allongée diamétralement opposés, formés dans l'arbre creux 8. Le doigt 19 traverse le trou axial 16. Une barre de torsion 22 est disposée dans ledit trou axial 16 en étant solidaire à une extrémité du doigt 19 et donc de la partie mobile 10 et à son extrémité opposée solidaire de l'arbre 8. La barre de torsion 22 est coaxiale au rotor 3 et s'étend sur une majeure partie de sa longueur. On réalise ainsi une liaison élastique entre les deux parties 9 et 10 du rotor 3.  In addition, the rotor 3 comprises a transverse finger 19 integral with the sleeve 18 and projecting into two diametrically opposite circular holes in the sleeve 18 and in two diametrically opposite holes 21 of elongated shape, formed in the hollow shaft 8. The finger 19 passes through the axial hole 16. A torsion bar 22 is disposed in said axial hole 16 while being integral with one end of the finger 19 and therefore with the movable part 10 and at its opposite end integral with the shaft 8. The torsion bar 22 is coaxial with the rotor 3 and extends over a major part of its length. An elastic connection is thus produced between the two parts 9 and 10 of the rotor 3.

Grâce à l'invention, on dispose d'une machine électrique équipée d'un moyen de défluxage mécanique dont le fonctionnement est entièrement autonome et ne nécessite ni actionneur, ni aimant au stator, ni circuit électrique supplémentaire. En outre, la variation du flux peut être automatique, par exemple basée sur le sens de rotation. Le défluxage permet de réduire l'induction d'entrefer et par conséquent les pertes fer et d'éviter l'utilisation de courant de défluxage générateur de pertes Joule. La machine électrique, selon l'invention, est particulièrement adaptée aux entraînements à vitesse variable, notamment à ceux demandant un grand couple positif à faible vitesse  Thanks to the invention, there is an electric machine equipped with mechanical defluxing means, the operation of which is entirely autonomous and does not require either an actuator, a stator magnet or an additional electrical circuit. In addition, the variation of the flow can be automatic, for example based on the direction of rotation. The defluxing reduces the air gap induction and consequently the iron losses and avoids the use of defluxing current generating Joule losses. The electric machine according to the invention is particularly suitable for variable speed drives, especially those requiring a large positive torque at low speed

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et un faible couple négatif à vitesse moyenne ou élevée, en particulier les alternateurs démarreurs associés aux moteurs thermiques de véhicules automobiles. and a low negative torque at medium or high speed, in particular the starter alternators associated with thermal engines of motor vehicles.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Machine électrique (1), comprenant un stator (2), un rotor (3), et un arbre de sortie (8), le rotor comprenant une première partie (9) reliée à l'arbre de sortie, et une deuxième partie (10) susceptible de tourner par rapport à la première, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moyen pour dériver une partie du flux en interne dans le rotor de façon que le flux dans le stator soit réduit. 1. Electric machine (1), comprising a stator (2), a rotor (3), and an output shaft (8), the rotor comprising a first part (9) connected to the output shaft, and a second part (10) capable of rotating relative to the first, characterized in that it comprises means for deriving part of the flow internally in the rotor so that the flow in the stator is reduced. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le rotor comprend une carcasse (11) et une pluralité d'aimants permanents (13) encastrés dans la carcasse.  2. Machine according to claim 1, characterized in that the rotor comprises a carcass (11) and a plurality of permanent magnets (13) embedded in the carcass. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'elle comprend un stator bobiné et un rotor à aimants permanents, la machine étant du type synchrone.  3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a wound stator and a permanent magnet rotor, the machine being of the synchronous type. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la deuxième partie est mobile en rotation par rapport à la première partie sur un secteur angulaire prédéterminé, la dérivation du flux en interne dans le rotor étant fonction de l'angle entre les pôles de la deuxième partie et les pôles de la première partie.  4. Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the second part is movable in rotation relative to the first part over a predetermined angular sector, the bypass of the flow internally in the rotor being a function of the angle between the poles of the second part and the poles of the first part. 5, Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit secteur angulaire est inférieur à l'angle entre deux pôles de la machine.  5, Machine according to claim 4, characterized in that said angular sector is less than the angle between two poles of the machine. 6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée par le fait que le rotor comprend deux butées mécaniques limitant la rotation de la deuxième partie par rapport à la première.  6. Machine according to claim 4 or 5, characterized in that the rotor comprises two mechanical stops limiting the rotation of the second part relative to the first. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le rotor comprend un couplage mécanique élastique entre les première et deuxième parties.  7. Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises an elastic mechanical coupling between the first and second parts. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée par le fait que ledit couplage mécanique élastique comprend une barre de torsion (22).  8. Machine according to claim 7, characterized in that said elastic mechanical coupling comprises a torsion bar (22). <Desc/Clms Page number 11> <Desc / Clms Page number 11> 9. Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée par le fait que ledit couplage mécanique est actif sur une fraction dudit secteur angulaire.  9. Machine according to claim 7 or 8, characterized in that said mechanical coupling is active on a fraction of said angular sector. 10. Rotor (3) pour machine électrique, comprenant une première partie (9) reliée à un arbre de sortie (8), et une deuxième partie (10) susceptible de tourner par rapport à la première, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour dériver une partie du flux en interne dans le rotor de façon que le flux dans le stator soit réduit.  10. Rotor (3) for an electrical machine, comprising a first part (9) connected to an output shaft (8), and a second part (10) capable of rotating relative to the first, characterized in that it comprises means for diverting part of the flow internally in the rotor so that the flow in the stator is reduced. Il. Alternateur-démarreur comprenant un stator et un rotor selon la revendication 10, destiné à être monté sur un groupe motopropulseur de véhicule. He. An alternator-starter comprising a stator and a rotor according to claim 10, intended to be mounted on a vehicle powertrain.
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