EP3017526A2 - Démarreur de véhicule automobile - Google Patents

Démarreur de véhicule automobile

Info

Publication number
EP3017526A2
EP3017526A2 EP14749906.5A EP14749906A EP3017526A2 EP 3017526 A2 EP3017526 A2 EP 3017526A2 EP 14749906 A EP14749906 A EP 14749906A EP 3017526 A2 EP3017526 A2 EP 3017526A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
blade
sections
starter
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14749906.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Labbe
Raphaël Andreux
Noureddine TAKORABET
Julien FONTCHASTAGNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3017526A2 publication Critical patent/EP3017526A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings

Definitions

  • the present invention relates to a starter motor vehicle, including a DC motor for starting a heat engine.
  • ⁇ start-stop> motors with a reinforced starter which an electronic system stops when the vehicle reaches a zero speed and starts again with a simple press on the throttle control, increase the average number of cycles that a starter must be able to perform without excessive wear.
  • the coils are composed of sections of conductive wire (especially copper) which form closed loops, rotating around inductive magnetic poles, usually magnets, located on a stator.
  • section is meant a portion of conductor between a blade and a second blade, entering between the two blades at least once in a slot said notch input and in a second notch said notch output.
  • each winding lane is composed of sections located under one pole.
  • Each section can include several tricks.
  • a turn is a portion of conductor passing through a first notch and coming out in a second notch, for example a conductor passing three times in the same two notches successively form three turns, it will be said that the section comprises three turns or three windings.
  • the electromotive force (EMF) induced in each of the winding paths is produced by means of an inductor pole.
  • the number of winding channels of a single nested winding is equal to the number of poles. It is also essential to use, in this case, a number of brushes equal to the number of inductive poles.
  • the winding tracks are composed of sections in series. Each winding channel passes under multiple inductive poles, generally all of them. In a corrugated winding of the prior art, the number of winding channels is always equal to 2.
  • the switched currents are twice as large, and the arcs and wear they cause are therefore larger as a result.
  • the advantage of the corrugated winding with respect to the nested winding is that a multitude of inductive poles, generally all of them, participate in inducing a winding. FEM in each of the winding lanes.
  • FEM in each of the winding lanes.
  • a disadvantage of the nested winding with respect to the corrugated winding is that the magnetic poles must be carefully balanced in order to avoid the electrical imbalance of the winding paths and thus additional Joules losses. Balancing better quality requires more manufacturing steps, increasing the manufacturing time as well as their cost price.
  • the invention relates to a motor starter rotor, comprising:
  • a collector comprising a plurality of blades, intended to be in successive contact with brushes of a stator of the starter
  • a winding comprising sections of conducting wire connecting two blades to each other, respectively input and output of the considered section, said sections forming a magnetic circuit with 2p induced poles, where p is between two and four, characterized in that an inlet blade of a first section is separated from at least one blade of an inlet blade of a second section in series with the first section, said second section being separated from said first section by PJ consecutive sections in series.
  • a blade is both an entrance blade for one section and an exit blade for another section in series.
  • the entry blade of the first section means the blade connected to the portion of the conductor of the first section, the entry blade not being the blade connected to the conductor of the consecutive adjacent section in series between the first section and the second section.
  • input blade of the second section is meant the blade connected to one of the consecutive adjacent series sections located between the first section and the second section.
  • blade entry a blade for example by traversing from the first to the second section in the trigonometric direction the right blade connected to the section when looking at the rotor having the collector in front of the winding.
  • the entry blade of a section means the first blade through which each section is scanned.
  • consecutive p-J sections in series is meant the P sections electrically connected in series between the first and the second section.
  • the rotor thus obtained combines the advantages of corrugated and nested winding rotors. Indeed, such a corrugated winding has the advantage of having in the same manner as a nested winding a greater number of winding paths fed in parallel. In addition, it also solves the problem of large current arcs during switching causing wear of the corrugated coil. Indeed, the number of blades plus one between the blade of entry of the first section and the blade of entry of the second section is equal to the number of pairs of winding lanes.
  • the starter rotor may further include one or more of the following features.
  • the rotor may have a multiple number of p of sections, and the sections form a plurality of isolated and parallel sub-coils relative to one another.
  • the rotor has a number of non-multiple sections of p, and the sections form a single loop by serializing the sections.
  • the fact that the rotor comprises a number of non-multiple sections of p implies that the rotor has a magnetic asymmetrical which allows the rotor to make less magnetic noise.
  • the fact that each pole of the stator is not under the same number of notches makes it possible to create this magnetic dissymmetry.
  • the rotor has a number of non-multiple sections of p, and the sections form a plurality of isolated and parallel sub-coils relative to one another.
  • the fact that the rotor comprises a number of non-multiple sections of p implies that the rotor has a magnetic asymmetrical which allows the rotor to make less magnetic noise. Indeed, the fact that each pole of the stator is not under the same number of notches allows to create this magnetic dissymmetry
  • Each section comprises at least one winding forming a turn between their starting blade and their output blade.
  • Each section includes several tours. This winding also allows to increase the resistance of the winding and thus it makes it possible to increase the ampere - turns to the armature and thus to increase the motor torque produced.
  • each section includes a single turn. This winding allows to be simple to manufacture and fast and in that it allows the use of preformed pins.
  • the invention also relates to the starter for a motor vehicle engine associated with:
  • stator having a number 2p, where p is between two and four, magnetic poles, and electric brushes for feeding a rotor collector
  • the rotor advantageously comprises a number of sections between nineteen and thirty, and a tubular metal enclosure of diameter between sixty and ninety millimeters.
  • the rotor has a number of sections between thirty and thirty-five, and in that the starter comprises a tubular metal enclosure of diameter between ninety and one hundred and thirty millimeters.
  • At least two consecutive brushes and / or two consecutive magnetic poles are mechanically offset from one another by an angle equal to three hundred and sixty degrees divided by the number of poles plus or minus an angle of one quarter blade to a blade and a half.
  • the brushes and the blades are advantageously dimensioned so as to obtain a blade-blade overlap ratio of between 1.5 and 2. This makes it possible to reduce the noise emitted by the brush / collector system.
  • the starter is designed so that these winding paths pass under at least two poles of different polarity.
  • FIG. 1 schematically shows a starter rotor according to the invention
  • FIG. 2a shows schematically a winding part for the rotor of FIG. 1
  • FIG. 2b schematically shows the other part of the winding of FIG. 2
  • FIG. 3 schematically shows another embodiment of winding.
  • FIG. 4 schematically shows a particular embodiment of a conductor wire section for winding according to the invention
  • FIG. 5 shows a sectional view of a stator for a starter rotor according to the invention
  • FIG. schematically shows an embodiment of nested winding of the prior art.
  • FIGS. 7a to 7d schematically represent winding portion sections of FIGS. 2a and 2b through which current flows as well as brushes connected to the collector.
  • Figure 8 schematically shows another embodiment of winding.
  • Figure 9 shows schematically another embodiment of winding.
  • Figure 1 is schematically shown an example of a starter rotor 1 for a motor vehicle.
  • the rotor 1 comprises a collector 3 and a winding 5 around a central shaft 7.
  • the collector 3 comprises a plurality of blades 9 shown in FIG. 1.
  • Said blades 9 comprise in particular metal blades, for example made of steel or copper, fixed on an insulating support (not visible in FIG. 1).
  • the brushes 11 are for example graphite brushes, maintained in contact with the blades 9 for example by means of springs , unrepresented.
  • Magnetic poles, not shown, of the stator are intended to be regularly distributed around the rotor 1, forming the inductor for the corresponding poles of the armature formed by the winding 5 of the rotor 1.
  • the magnetic poles are 2p , p varying from two to four in the case of thermal motor starters which are electric motors with a small number of poles, unlike some electrical power machines which can have tens or even hundreds of poles.
  • a motor vehicle starter, in particular a car can have only a small pole because the number of poles is directly related to the number of notches, whereas the motor part of a starter must have the smallest possible size. .
  • the coil 5 comprises conductive wires 13, here copper wires of circular section and deformed in the notches (flattened), braided on the periphery of a ferromagnetic core 15, for example a stack of stacked sheets.
  • the copper wires may also be of flat section.
  • the winding 5 is schematically represented in FIGS. 2a, 2b, where the blades
  • the blades 9 are represented by rectangles from which lead son 13. To better represent the winding 5, it is here laid flat: the blades 9 numbered 1 to 26 are shown in the same plane, the blade 9 numbered 26 being in the winding, followed by the blade 9 numbered 1.
  • the son son 13 are here represented by lines, a section 17 of conductive wire 13 from a blade 9 starting and arriving at a blade 9 output. Sections 17 are numbered in Roman numeral from I to XIII according to the direction of travel of a current from a first blade 9 numbered 1 and propagating in the wire sections 17 in series with said first blade 9 numbered 1.
  • the first section 17, numbered I starts from the blade 9 numbered 1, and joins the blade 9 numbered 13.
  • the conductive son 13 form several sub-coils 19a and 19b, that is to say here successive sections 17 forming a closed loop.
  • the winding is composed of two sub-coils: 19a in FIG. 2a, 19b in FIG. 2b, each forming a single-corrugated winding, of each thirteen sections 17.
  • These two sub-coils forming single windings corrugated 19a, 19b are arranged in parallel, the sections 17 of each of said single-corrugated windings 19a, 19b being insulated from those of the other.
  • the total number of twenty-six sections 17 is to be compared to the number characteristic of nineteen blades 9 of the single-wave corrugations 5 of the state of the art.
  • Each of the sub-coils 19a, 19b forming single-corrugated windings here comprises thirteen sections 17 and 13 blades. Between the numbered entry blade 1 of section numbered I and the numbered entry blade 25 of section III, there is a blade. The fact that these two input blades of the first and second sections are separated by at least one blade, in this case a blade, shows that this winding is a multiple corrugated winding according to the invention.
  • FIG 3. shows the form of representation of Figures 2a, 2b, with the winding 5 shown in full on a single figure.
  • the winding 5 is composed of three loops, each consisting of 9 sections 17.
  • a section numbered in Roman numeral I is shown. This section I comprises a portion of conductor starting from the numbered blade 1 to the numbered blade 13.
  • a table below represents the section numbers in series with their respective blades numbered in FIG. 3 as well as the number of loops.
  • a first blade 9 of entry of a first section 17 is separated from an output blade 9 of a second section 17 consecutive in series by a number equal to m - 1 of blades 9, where m is the number of pairs of winding channels, m therefore corresponds to 1 + the number of blades between the blade (9) of entry of a first section and a blade (9) of entry of a second section in series with the first section, said second section being separated from said first section of pJ consecutive section (s) in series.
  • the number of blades between the first section here for example the section numbered I and a second section numbered III is separated from P (number of pairs of poles) section minus one, or a section numbered II.
  • P number of pairs of poles
  • a section numbered II Between the numbered entry blade 1 of section numbered I and the numbered entry blade 25 of section III, there are two blades.
  • P number of pairs of poles
  • m 2 (four winding channels).
  • the consecutive P-section in series with Section I is always Section III.
  • Figures 7a to 7d shows schematically the winding of Figures 2a and 2b decomposed. Specifically, Figs. 7a and 7b show sections corresponding to the sections of a loop shown in Fig. 2a and Figs. 7c and 7d show sections corresponding to sections of a loop shown in Fig. 2b.
  • Figure 7a shows the winding loop of Figure 2a with 4 brushes, two positive brushes 1+ and 2+ and two negative brushes 1- and 2-. In this configuration, one of the winding paths is represented by arrows in this figure going from the brush 2+ connected to the numbered blade 13 of the commutator to the brush 2 by means of several sections (sections ii, iii, iv, v, vi).
  • Figure 7b also shows the winding loop of Figure 2a with 4 brushes, two positive brushes 1+ and 2+ and two negative brushes 1- and 2-.
  • another of the winding paths is represented by arrows in this FIG. 7b which passes from the brush 2+ connected to the numbered blade 15 of the commutator to the brush 1 connected to the numbered blade 7 by means of several other sections (sections xii, xi, x, ix, viii).
  • the brush 1+ connected to the blade 9 numbered 1 is directly connected to the blade 9 numbered 13 connected to the brush 2+ through the section numbered I.
  • section I connects the two brushes of positive polarity 1+ and 2+, this section is in switching step.
  • Figure 7c also shows the winding loop of Figure 2b with 4 brushes, two positive brushes 1+ and 2+ and two negative brushes 1- and 2-.
  • another of the winding channels is represented by arrows in this FIG. 7c which passes from the brush 1+ connected to the numbered blade 26 of the commutator to the brush 1 connected to the numbered blade 8 by means of several other sections. (sections iii ', iv', v ', vi', vii ').
  • Figure 7d also shows the winding loop of Figure 2b with 4 brushes, two positive brushes 1+ and 2+ and two negative brushes 1- and 2-.
  • another of the winding channels is represented by arrows in this FIG. 7c which passes from the broom 1+ also connected the numbered blade 26 of the collector to the broom 1 connected to the numbered blade 8 by means of several other sections. (sections xiii ', xii', xi ', x', ix ').
  • the brush 1+ connected to the blade 9 numbered 2 is directly connected to the blade 9 numbered 14 connected to the brush 2+ through the section numbered I '. It follows that section I 'connects the two brushes of positive polarity 1+ and 2+, this section is in switching step.
  • the following table shows the number of blades 9 for several cases, varying with the number p (of 2p the number of poles), and m the number of pairs
  • switches which correspond to the current reversals when a brush 11 comes into contact with or leaves a blade 9, represent a pressure drop, proportional to their frequency and duration.
  • the sub-coils are isolated from each other and arranged in parallel (case of Figures 2a, 2b).
  • the sub-coils can either be isolated from each other and arranged in parallel (case of Figure 3) or comprise a single sub-coil forming a single loop.
  • the fact that the rotor comprises a number of non-multiple sections of p implies that the rotor has a magnetic asymmetrical which allows the rotor to make less magnetic noise. Indeed, the fact that each pole of the stator is not under the same number of notches allows to create this magnetic dissymmetry
  • the number of blades between the first section for example the section numbered I and a second section numbered IV corresponding to the section separated from P (number of pairs of poles) section minus one, or two numbered sections II and III with respect to the first section I.
  • the numbered entry blade 1 of the numbered section 1 and the numbered entry blade 25 of the section IV there are three blades. The fact that these two input blades of the first and second sections are separated by at least one blade shows that this winding is according to the invention.
  • Figure 9 shows a winding whose sections form a single loop.
  • the number of sections 17 is twenty-six, ie a non-multiple number of P (pole pairs) which is equal to 3 and m is equal to 5 (number of pairs of winding channels).
  • the number of blades between the first section for example the section numbered I and a second section numbered IV corresponding to the section separated from P section minus one (Pl) is two sections numbered II and III, relative to in section IV. Between the numbered entry blade 1 of section numbered I and the numbered entry blade 22 of section IV, there are four blades. The fact that these two blades of entries of the first and second sections are separated by at least one blade demonstrates that this winding is according to The invention.
  • the advantage of a single loop winding is that the winding is carried out in a single step.
  • a table below shows the section numbers in series with their respective blades numbered in Figure 9 as well as the number of loops.
  • the typical diameter of the starters is of the order of sixty to eighty millimeters for cars and light vehicles, and of the order of ninety to one hundred and thirty millimeters in the case of trucks and heavy vehicles.
  • the blades 9 are possibly in larger numbers, of the order of thirty to thirty-five.
  • Figure 4 shows an additional section embodiment 17 in which the sections 17 form windings between their starting blade 9 and their output blade 9.
  • the sections 17 are folded back on themselves, so that they make at least two turns between the blade 9 input and the blade 9 output.
  • two turns we mean passing at least twice in the notches of the section.
  • rotor 1 comprise a multiple notch number of P and thus a radial symmetry.
  • This configuration is disadvised by the teachings of those skilled in the art, because of the symmetry between the polarity of the stator and the number of notches in the rotor creating magnetic noises.
  • This configuration causes fluctuating torques of greater amplitude than the configuration when the number of notches is not multiple of P.
  • the reluctance torques occur when a conductor wire 13 traversed by the current coming from the brushes 11 enters the field of one of the magnets which tends to repel it at first, going against the torque to be supplied.
  • the magnets 25 are distributed inside the enclosure 23, against the inner wall thereof, for example being glued, screwed or riveted.
  • Other fastening means for example fastening by shape cooperation, are also applicable.
  • the magnets 25 are usually regularly distributed, with significant symmetry. In the embodiment of FIG. 5, this symmetry is broken by angularly shifting at least one, here two, magnets of respective angles a, b. In this way the reluctance torques occur successively and not synchronously.
  • the torque curve provided by the starter is smoothed.
  • the two consecutive magnetic poles 27 are offset from each other by an angle equal to three hundred and sixty divided by the number of poles plus or minus an angle ranging from one quarter blade to one 9 and one half blade.
  • angles a and b are preferably of different values, and relatively small, for example of the order of the angle covered by a blade 9.
  • the stator 21 brooms usually cover a number of blades 9 plus the interlam between one and two, this number being called the sweeping cover.
  • this recovery rate is of the order typically 1, 6.
  • the recovery rate is of the order of 1.2 to 1.4.
  • the brushes 11 of the stator 21 may, in the embodiments shown, be sized so as to obtain a blade-to-blade overlap ratio of the order of 1.5 to 1.8, greater than the rate of the single-corrugated windings of FIG. state of the art. These higher levels are in particular of the order of magnitude (or higher) of the overlap rates of the single-nested coils of the state of the art.
  • a recovery rate of 1.2 to 1.4 is disadvantageous in that a large value of said recovery rate, for example 1.6 as in the case of nested coils, implies faster switching, and thus increased risk. deterioration of the brush-collector system by electric arcs.
  • a higher level of sweeper recovery rate, such as 1.5 to 1.8 achieved by the invention, also reduces the noise generated by the starter, but reduces the electromagnetic torque.
  • the offset is achieved no longer between the magnetic poles but between two consecutive brushes of different polarities shifted one of the other at an angle equal to three hundred and sixty divided by the number of poles plus or minus an angle from a quarter blade to a blade (9) and a half.
  • the offset is made between angularly consecutive magnetic poles and two angularly consecutive brushes.
  • windings 5 make it possible to obtain rotors 1 combining the advantages of the nested and corrugated coils, for a cost that is potentially slightly higher than the previous ones, while making it possible to produce a starter with properties interesting despite the recommendation usually recognized not to implement an even number of sections 17 and blades 9, because of the reluctance couples entering into play.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un rotor de démarreur rotor de démarreur de moteur thermique, comportant : - un collecteur (3), comportant une pluralité de lames (9), destinées à être en contact successif avec des balais (11) d'un stator (21) du démarreur, - un bobinage (5) comprenant des sections (17) de fil conducteur (13) reliant deux-à-deux des lames (9) entre elles, respectivement d'entrée et de sortie de la section (17) considérée, destinées à être sélectivement parcourues par un courant électrique, entrant par la lame (9) d'entrée et sortant par la lame (9) de sortie de la section (17) considérée, lesdites sections (17) formant un circuit magnétique à 2 p pôles induits, où p est compris entre deux et quatre, caractérisé en ce qu'une lame (9) d'entrée d'une première section est séparée d'une lame (9) de sortie d'une P iéme section par au moins une lame (9), ainsi que le démarreur associé.

Description

Démarreur de véhicule automobile
La présente invention concerne un démarreur de véhicule automobile, comportant notamment un moteur à courant continu pour la mise en marche d'un moteur thermique.
Les démarreurs de véhicules automobiles doivent être compacts et fiables. En particulier, les moteurs dits < start-stop > à démarreur renforcé, qu'une électronique de bord arrête lorsque le véhicule atteint une vitesse nulle et fait repartir lors d'un simple appui sur la commande d'accélérateur, augmentent le nombre moyen de cycles qu'un démarreur doit pouvoir exécuter sans usure excessive. Les bobinages sont composés de sections de fil conducteur (notamment en cuivre) qui forment des boucles fermées, tournant autour de pôles magnétiques inducteurs, généralement des aimants, situés sur un stator. Par section, on entend une portion de conducteur entre une lame et une seconde lame, entrant entre les deux lames au moins une fois dans une encoche dit encoche d' entrée et dans une seconde encoche dite encoche de sortie.
Il est connu d'utiliser essentiellement deux architectures pour le bobinage des moteurs électriques courant continu intégrés dans les démarreurs : le bobinage dit ondulé et le bobinage dit imbriqué. Dans les deux cas, les balais disposés sur le collecteur permettent de créer un circuit électrique avec plusieurs voies d' enroulement en parallèles, le courant circulant dans chaque voie étant égal au courant de batterie divisé par le nombre de voies d' enroulement. Chacune de ces voies étant composées de plusieurs sections en série. Une voie d' enroulement correspond à un chemin électrique formé par des sections en série qui relie deux balais de polarités différentes. Le bobinage imbriqué comporte des sections de fil conducteur disposées entre des lames de collecteurs relativement proches Un bobinage imbriqué est représenté sur la figure 6. Dans le cas particulier de la figure 6, un nombre réduit (ici onze) de lames 9 est représenté. Dans ce type de bobinage, deux sections successives sont sous un même pôle. Dans cette configuration, un grand nombre de voies d' enroulement sont alimentées en parallèle, quatre pour le montage le plus simple (avec quatre pôles inducteurs). Chaque voie d' enroulement est composée de sections situées sous un même pôle. Chaque section peut comprendre plusieurs tours. Un tour est une portion de conducteur passant dans une première encoche et sortant dans une seconde encoche, par exemple un conducteur passant à la suite trois fois dans les deux même encoches successivement forment trois tours, on dira alors que la section comprend trois tours ou trois enroulements. La force électromotrice (F.E.M) induite dans chacune des voies d' enroulement est produite par le biais d' un pôle inducteur. Le problème de ce bobinage imbriqué et que si un pôle inducteur dysfonctionne, seule une voie d' enroulement sera impactée par ce dysfonctionnement qui provoquera un déséquilibre de l' induit (car le courant circulant dans la voie d' enroulement impactée ne sera pas égal aux autres courants circulant dans les autres voies d' enroulements) ce qui génère des pertes par effet Joule supplémentaires. Le nombre de voies d' enroulements d' un bobinage simple imbriqué est égal au nombre de pôles. Il est d' ailleurs indispensable d' utiliser, dans ce cas, un nombre de balais égal au nombre de pôles inducteur. Dans le bobinage ondulé, les voies d' enroulement sont composées de sections misent en série. Chaque voie d' enroulement passe sous des pôles inducteurs multiples, généralement leur totalité. Dans un bobinage ondulé de l' art antérieur, le nombre de voies d' enroulement est égal toujours à 2.
En conséquence les courants commutés sont deux fois plus importants, et les arcs et l'usure qu'ils entraînent sont donc plus importants en conséquence. L' avantage du bobinage ondulé par rapport au bobinage imbriqué, est qu' une multitude de pôles inducteurs, généralement leur totalité, participent à induire une F.E.M dans chacune des voies d' enroulement. Ainsi, en cas de dysfonctionnement d' un pôle inducteur, l' impact du défaut sera réparti sur les voies d' enroulement d' induit qui ne seront donc pas déséquilibrées. De plus, on peut utiliser un nombre de balais inférieur au nombre de pôles ce qui peut se révéler économiquement intéressant.
Un inconvénient du bobinage imbriqué par rapport au bobinage ondulé, est que les pôles magnétiques doivent être soigneusement équilibrés afin d'éviter le déséquilibre électrique des voies d ' enroulements et donc des pertes Joules supplémentaires. L ' équilibrage de meilleure qualité demande plus d' étapes de fabrication, augmentant le temps de fabrication ainsi que leur prix de revient.
Un bobinage combinant les avantages des deux bobinages précédemment mentionnés est donc souhaitable.
Afin de répondre au moins partiellement aux besoins précédemment mentionnés, l'invention a pour objet un rotor de démarreur de moteur thermique, comportant :
- un collecteur, comportant une pluralité de lames, destinées à être en contact successif avec des balais d'un stator du démarreur,
- un bobinage comprenant des sections de fil conducteur reliant deux lames entre elles, respectivement d'entrée et de sortie de la section considérée, lesdites sections formant un circuit magnétique à 2p pôles induits, où p est compris entre deux et quatre, caractérisé en ce qu'une lame d'entrée d'une première section est séparée d' au moins une lame d'une lame d' entrée d'une deuxième section en série avec la première section, ladite deuxième section étant séparée de la dite première section par P-J sections consécutive en série. Une lame est à la fois une lame d' entrée pour une section et une lame de sortie pour une autre section en série.
Par lame d' entrée de la première section, on entend la lame reliée à la portion du conducteur de la première section, la lame d' entrée n' étant pas la lame reliée au conducteur de la section adjacente consécutive en série située entre la première section et la seconde section.
Par lame d' entrée de la deuxième section, on entend la lame reliée à une des sections adjacente consécutive en série située entre la première section et la seconde section.
Autrement dit, on entend par lame d' entré, une lame par exemple en parcourant de la première à la seconde section dans le sens trigonométrique la lame de droite reliée à la section lorsque on regarde le rotor en ayant le collecteur devant le bobinage. Autrement dit, on entend par lame d' entrée d' une section la première lame par lequel on parcourt chacune des sections.
Par p-J sections consécutives en série, on entend les P sections montées électriquement en séries entre la première et la seconde section.
Le rotor ainsi obtenu combine les avantages des rotors à bobinages ondulés et imbriqués. En effet, un tel bobinage ondulé comporte l' avantage d' avoir de la même manière qu' un bobinage imbriqué un plus grand nombre de voies d' enroulement alimentées en parallèle. De plus, il résout en outre le problème des arcs à courant important lors de la commutation provoquant des usures du bobinage ondulé. En effet le nombre de lame plus un entre la lame d' entrée de la première section et la lame d' entrée de la seconde section est égale aux nombres de paires de voies d' enroulement. Un tel bobinage permet d' améliorer le rendement d' une machine électrique en réduisant les pertes joule de contact balais/collecteur pour un rotor de même configuration (même taille, même nombre de conducteur par encoche, même nombre de pôle) d' un rotor bobiné en ondulé tel que l' art antérieur. Le rotor de démarreur peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Le rotor peut comporter un nombre multiple de p de sections, et les sections forment plusieurs sous-bobinages isolés et parallèles les uns par rapport aux autres.
Le rotor comporte un nombre de sections non-multiple de p, et en ce que les sections forment une unique boucle par mise en série des sections. Le fait que le rotor comprenne un nombre de sections non-multiple de p, implique que le rotor ait une dissymétrique magnétique ce qui permet que le rotor fasse moins de bruit magnétique. En effet, le fait que chaque pôle du stator ne soit pas sous le même nombre d' encoche permet de créer cette dissymétrie magnétique .
Le rotor comporte un nombre de sections non-multiple de p, et en ce que les sections forment plusieurs sous-bobinages isolés et parallèles les uns par rapport aux autres. Le fait que le rotor comprenne un nombre de sections non-multiple de p, implique que le rotor ait une dissymétrique magnétique ce qui permet que le rotor fasse moins de bruit magnétique. En effet, le fait que chaque pôle du stator ne soit pas sous le même nombre d' encoche permet de créer cette dissymétrie magnétique
Chaque section comprend au moins un enroulement formant un tour entre leur lame de départ et leur lame de sortie.
Chaque section comprend plusieurs tours. Ce bobinage permet en outre d' augmenter la résistance du bobinage et donc cela permet d' augmenter les ampères-tours à l' induit et donc d' augmenter le couple moteur produit.
Selon un autre exemple chaque section comprend un seul tour. Ce bobinage permet d' être simple à fabriquer et rapide et en ce qu' il permet l' utilisation d' épingles préformées.
L'invention a aussi pour objet le démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile associé comportant :
- un stator, comportant un nombre 2p, où p est compris entre deux et quatre, de pôles magnétiques, et des balais électriques pour l'alimentation d'un collecteur de rotor,
- un rotor tel que précédemment décrit.
Le rotor comporte avantageusement un nombre de sections compris entre dix-neuf et trente, et une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre soixante et quatre-vingt-dix millimètres.
Alternativement, le rotor comporte un nombre de sections compris entre trente et trente-cinq, et en ce que le démarreur comporte une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre quatre-vingt dix et cent-trente millimètres.
Selon un exemple de démarreur, au moins deux balais consécutifs ou/et deux pôles magnétiques consécutifs sont décalés mécaniquement l' un de autre d' un angle égale à trois cents soixante degré divisé par le nombre de pôle plus ou moins un angle allant de un quart de lame à une lame et demi.
Les balais et les lames sont avantageusement dimensionnés de sorte à obtenir un taux de recouvrement balai-lames compris entre 1,5 et 2. Cela permet de réduire le bruit émis par le système balais/ collecteur. Le démarreur est conçu pour que ces voies d' enroulements passent sous au moins deux pôles de polarité différente.
Le démarreur est conçu de manière à ce que, entre deux balais de polarité différents, il y a au moins quatre voies d' enroulements. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 montre de façon schématique un rotor de démarreur selon l'invention, la figure 2a montre schématiquement une partie de bobinage pour le rotor de la figure 1 , la figure 2b montre schématiquement l'autre partie du bobinage de la figure 2, la figure 3 montre schématiquement un autre mode de réalisation de bobinage, la figure 4 montre schématiquement un mode de réalisation particulier d' une section de fil conducteur pour bobinage selon l'invention, la figure 5 montre une vue en coupe d'un stator pour un rotor de démarreur selon l'invention, la figure 6 montre schématiquement un mode de réalisation de bobinage imbriqué de l' art antérieur. - Les figures 7a à 7d représentent schématiquement des sections de partie de bobinage des figures 2a et 2b par lequel passe le courant ainsi que des balais connectés au collecteur.
La figure 8 représente schématiquement un autre mode de réalisation de bobinage. La figure 9 représente schématiquement un autre mode de réalisation de bobinage.
Sur toutes les figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments.
En figure 1 est schématiquement représenté un exemple de rotor 1 de démarreur pour véhicule automobile.
Le rotor 1 comporte un collecteur 3 et un bobinage 5 autour d'un arbre central 7.
Le collecteur 3 comporte une pluralité de lames 9 représentées en figure 1. Lesdites lames 9 comportent notamment des lames métalliques, par exemple en acier ou cuivre, fixées sur un support isolant (non-visible en figure 1).
Des balais 11, rattachés à un stator, non-représenté, frottent sur lesdites lames 9, lors de la rotation du rotor 1. Les balais 11 sont par exemple des balais graphite, maintenus en contact avec les lames 9 par exemple au moyen de ressorts, non-représentés.
Des pôles magnétiques, non-représentés, du stator sont destinés à être régulièrement répartis autour du rotor 1, formant l'inducteur pour les pôles correspondants de l'induit que forme le bobinage 5 du rotor 1. Les pôles magnétiques sont au nombre de 2p, p variant de deux à quatre dans le cas des démarreurs de moteurs thermiques qui sont des moteurs électriques à petit nombre de pôles, contrairement à certaines machines électriques de puissance qui peuvent comporter des dizaines voire centaines de pôles. Un démarreur de véhicule automobile, notamment une voiture, ne peut comporter que peu de pôle du fait que le nombre de pôle et directement lié au nombre d' encoches, alors que la partie moteur d' un démarreur doit avoir une taille le plus petit possible. Le bobinage 5 comporte des fils conducteurs 13, ici des fils de cuivre à section circulaire et déformés dans les encoches (aplatie), tressés sur la périphérie d'un noyau ferromagnétique 15, par exemple un paquet de tôles empilées. Les fils de cuivre peuvent être aussi de section méplat. Le bobinage 5 est schématiquement représenté en figures 2a, 2b, où les lames
9 sont représentées par des rectangles desquels partent les fils conducteurs 13. Pour mieux représenter le bobinage 5, celui-ci est ici mis à plat : les lames 9 numérotées de 1 à 26 sont représentées dans le même plan, la lame 9 numérotée 26 étant, dans l'enroulement, suivie par la lame 9 numérotée 1.
Les fils conducteurs 13 sont ici représentés par des lignes, une section 17 de fil conducteur 13 partant d'une lame 9 de départ et arrivant à une lame 9 de sortie. Les sections 17 sont numérotées en chiffre romain de I à XIII suivant le sens de parcours d'un courant partant d'une première lame 9 numérotée 1 et se propageant dans les sections de fil 17 en série avec ladite première lame 9 numérotée 1.
La première section 17, numérotée I, part de la lame 9 numérotée 1, et rejoint la lame 9 numérotée 13. La deuxième section 17, suivante par connexion en série, numérotée II, part de la lame 13 et rejoint la lame 25.
Les fils conducteurs 13 forment plusieurs sous-bobinages 19a et 19b, c'est-à- dire ici des sections 17 successives formant une boucle fermée.
Dans le mode de réalisation, le bobinage est composé de deux sous- bobinages : 19a en figure 2a, 19b en figure 2b, formant chacun un bobinage simple- ondulé, de chacun treize sections 17. Ces deux sous-bobinages formant des bobinages simple-ondulé 19a, 19b sont disposés en parallèle, les sections 17 de chacun desdits bobinages simple-ondulé 19a, 19b étant isolées par rapport à celles de l'autre.
Le nombre total de vingt-six sections 17 est à comparer au nombre caractéristique de dix-neuf lames 9 des bobinages 5 simple-ondulé de l'état de l'art. Chacun des sous-bobinages 19a, 19b formant des bobinages simple-ondulé comporte ici treize sections 17 et 13 lames. Entre la lame d' entrée numérotée 1 de la section numérotée I et la lame d' entrée numérotée 25 de la section III, il y a une lame. Le fait que ces deux lames d' entrées des premières et deuxièmes sections soient séparées par au moins une lame, en l' occurrence une lame, montre que ce bobinage est un bobinage ondulé multiple selon l' invention.
Un autre mode de réalisation de bobinage 5 est représenté en figure 3. Cette figure reprend la forme de représentation des figures 2a, 2b, avec le bobinage 5 représenté en totalité sur une seule et unique figure.
Dans ce mode de représentation, le bobinage 5 est composé de trois boucles, composée chacune de 9 sections 17. Une section numéroté en chiffre romain I est représenté. Cette section I comporte une portion de conducteur partant de la lame numérotée 1 à la lame numérotée 13. Un tableau ci-dessous représente les numéros de section en série avec leurs lames respectives numérotées sur la figure 3 ainsi que le nombre de boucles.
1er boucle 2eme boucle 3eme boucle
N° de N° de N° de N° de N° de N° de N° de N° de N° de section lame lame section lame lame section lame lame d ' entrée sortie d ' entrée sortie d ' entrée sortie
I 1 13 X 2 14 XIX 3 15
II 13 25 XI 14 26 XX 15 27
III 25 10 XII 26 11 XXI 27 12
IV 10 22 XIII 11 23 XXII 12 24 V 22 7 XIV 23 8 XXIII 24 9
VI 7 19 XV 8 20 XIV 9 21
VII 19 4 XVI 20 5 XV 21 6
VIII 4 16 XVII 5 17 XVI 6 18
IX 16 1 XVIII 17 2 XVII 18 3
De manière générale une première lame 9 d'entrée d'une première section 17 est séparée d'une lame 9 de sortie d'une p-lè e section 17 consécutive en série par un nombre égal à m - 1 de lames 9, où m est le nombre de paires de voies d' enroulement, m correspond donc à 1 + le nombre de lame entre la lame (9) d'entrée d'une première section et une lame (9) d' entrée d'une deuxième section en série avec la première section, ladite deuxième section étant séparée de la dite première section de p-J section(s) consécutive en série.
Par exemple selon l' exemple de la figure 3, on peut remarquer qu ' il y a deux paires de pôles soit P=2 et m est égale à trois (six voies d' enroulement non représentées). Le nombre de lames entre les deux lames les plus proches de la première section et de la Peme section en série consécutive (lame d' entrée de la première section et lame de sortie de la Peme section en série consécutive) est donc de 3~1=2. Par exemple, la première section est la section numéro I, la Peme section consécutive en série avec la section numéro I est donc la deuxième section en série avec la première section, soit la section III. Il y a donc deux lames entre la lame numérotée 1 d' entrée de la section I et la lame 25 de sortie de la section III.
Autrement dit, dans ce bobinage, le nombre de lames entre la première section, ici par exemple la section numérotée I et une seconde section numérotée III est séparée de P (nombre de paires de pôles) section moins un, soit une section numérotée II. Entre la lame d' entrée numérotée 1 de la section numérotée I et la lame d' entrée numérotée 25 de la section III, il y a deux lames. Le fait que ces deux lames d' entrées des premières et deuxièmes sections soient séparées par au moins une lame démontre que ce bobinage est selon l' invention. Selon l' exemple des figures 2a et 2b, il y a toujours quatre pôles soit P=2 et m = 2 (quatres voies d' enroulements). La Pème section consécutive en série avec la section I est toujours la section III. Le nombre de lame entre la lame de la section I et la section III est égale à 2-1=1.
Les figures 7a à 7d représente schématiquement le bobinage des figures 2a et 2b décomposées. Plus précisément, les figures 7a et 7b représentent des sections correspondant aux sections d' une boucle représentées sur la figure 2a et les figures 7c et 7d représentent des sections correspondant aux sections d' une boucle représentées sur la figure 2b. La figure 7a représente la boucle de bobinage de la figure 2a avec 4 balais, deux balais positifs 1+ et 2+ et deux balais négatifs 1- et 2-. Dans cette configuration une des voies d' enroulements est représentée par des flèches sur cette figure passe du balai 2+ connecté à la lame numérotée 13 du collecteur au balai 2- par le biais de plusieurs sections (sections ii, iii, iv, v, vi).
La figure 7b représente aussi la boucle de bobinage de la figure 2a avec 4 balais, deux balais positifs 1+ et 2+ et deux balais négatifs 1- et 2-. Dans cette configuration une autres des voies d' enroulements est représentées par des flèches sur cette figure 7b qui passe du balai 2+ connecté à la lame numérotée 15 du collecteur au balai 1- connecté à la lame numéroté 7 par le biais de plusieurs autres sections (sections xii, xi, x, ix, viii). On peut remarquer que le balais 1+ connecté à la lame 9 numéroté 1 est directement connecté à la lame 9 numérotée 13 connecté au balai 2+ par le biais de la section numérotée I. Il s ' ensuit que la section I connecte les deux balais de polarité positive 1+ et 2+, cette section est en étape de commutation.
La figure 7c représente aussi la boucle de bobinage de la figure 2b avec 4 balais, deux balais positifs 1+ et 2+ et deux balais négatifs 1- et 2-. Dans cette configuration une autres des voies d' enroulements est représentées par des flèches sur cette figure 7c qui passe du balai 1+ connecté à la lame numérotée 26 du collecteur au balai 1- connecté à la lame numéroté 8 par le biais de plusieurs autres sections (sections iii' , iv' , v' , vi' , vii' ).
La figure 7d représente aussi la boucle de bobinage de la figure 2b avec 4 balais, deux balais positifs 1+ et 2+ et deux balais négatifs 1- et 2-. Dans cette configuration une autres des voies d' enroulements est représentées par des flèches sur cette figure 7c qui passe du balai 1+ connecté aussi la lame numérotée 26 du collecteur au balai 1- connecté à la lame numéroté 8 par le biais de plusieurs autres sections (sections xiii' , xii' , xi' , x' , ix' ). On peut remarquer que le balais 1+ connecté à la lame 9 numéroté 2 est directement connecté à la lame 9 numérotée 14 connecté au balai 2+ par le biais de la section numérotée I ' . Il s ' ensuit que la section I ' connecte les deux balais de polarité positive 1+ et 2+, cette section est en étape de commutation.
Dans l' exemple de bobinage représentées sur les figures 2a, 2b, 7a, 7b, 7c, et 7d, il y a donc quatre voies d' enroulements pour deux paires de pôles soit deux fois plus de voies d' enroulement que dans le bobinage ondulé de l' art antérieure pour un même nombre de pôles. Le nombre de lame entre la lame (9) d'entrée d'une première section et la lame (9) d' entrée d'une deuxième section en série avec la première section, ladite deuxième section étant séparée de la dite première section de p-l section(s) consécutive en série est de 1. M = 1+1 soit deux paires de voies d' enroulement.
Le tableau suivant reprend les nombre de lames 9 pour plusieurs cas de figures, variant avec le nombre p (de 2p le nombre de pôles), et m le nombre de paire
6
27 , 29 20 , 22 , 24, 26 , 28 , 30 de voies d' enroulement.
Ces modes de réalisation correspondent à des optimums en termes de compromis entre la taille et le coût d'une part, et le nombre de lames 9 d'autre part, qui augmente le prix et la taille ainsi que le nombre de commutations de courant par balai 11 et par unité de temps, et donc l'usure desdits balais 11.
En outre, les commutations, qui correspondent aux inversions de courant lorsqu'un balai 11 entre en contact ou quitte une lame 9, représentent une perte de charge, proportionnelle à leur fréquence et leur durée.
Dans le cas d'un nombre de sections 17 multiple de p, les sous-bobinages sont isolés entre eux et disposés en parallèle (cas des figures 2a, 2b).
Dans le cas d'un nombre de sections 17 non multiple de p, les sous-bobinages peuvent soient être isolés entre eux et disposés en parallèle (cas de la figure 3) soit comprendre un seul sous-bobinage formant une seule boucle. Le fait que le rotor comprenne un nombre de sections non-multiple de p, implique que le rotor ait une dissymétrique magnétique ce qui permet que le rotor fasse moins de bruit magnétique. En effet, le fait que chaque pôle du stator ne soit pas sous le même nombre d' encoche permet de créer cette dissymétrie magnétique
La figure 8 représente un bobinage dont le nombre de sections 17 est de vingt huit et trois pairs de pôles soit un nombre non multiple de p , en l' occurrence p est égale à 3 et m= quatre (quatre paires de voies d' enroulements), il y a donc trois (m-1) lames entre la lame (9) d'entrée d'une première section et une lame (9) d' entrée d'une deuxième section en série avec la première section, ladite deuxième section étant séparée de la dite première section de p-J section(s) consécutive en série. En effet, dans ce bobinage, le nombre de lames entre la première section, par exemple la section numérotée I et une seconde section numérotée IV correspondant à la section séparée de P (nombre de paires de pôles) section moins un, soit deux sections numérotées II et III par rapport à la première section I. Entre la lame d' entrée numérotée 1 de la section numérotée 1 et la lame d' entrée numérotée 25 de la section IV, il y a trois lames. Le fait que ces deux lames d ' entrées des premières et deuxièmes sections soient séparées par au moins une lame démontre que ce bobinage est selon 1 ' invention.
La figure 9 représente un bobinage dont les sections forment une seule boucle. En l' occurrence le nombre de sections 17 est de vingt-six soit un nombre non multiple de P (paires de pôle) qui est égale en 1 ' occurrence à 3 et m est égal à 5 (nombre de paires de voies d ' enroulement). Dans ce mode de réalisation, le nombre de lames entre la première section, par exemple la section numérotée I et une seconde section numérotée IV correspondant à la section séparée de P section moins un (P-l) soit deux sections numérotées II et III, par rapport à la section IV. Entre la lame d' entrée numérotée 1 de la section numérotée I et la lame d ' entrée numérotée 22 de la section IV, il y a quatre lames. Le fait que ces deux lames d' entrées des premières et deuxièmes sections soient séparées par au moins une lame démontre que ce bobinage est selon 1' invention.
L' intérêt d' un bobinage à une seule boucle est que le bobinage se réalise en une seule étape.
Un tableau ci-dessous représente les numéros de section en série avec leurs lames respectives numérotées sur la figure 9 ainsi que le nombre de boucles.
Le diamètre typique des démarreurs est de l'ordre de soixante à quatre-vingt millimètres pour les voitures et véhicules légers, et de l'ordre de quatre-vingt-dix à cent-trente millimètres dans le cas des camions et véhicules lourds. Dans le cas des camions et véhicules lourds, les lames 9 sont possiblement en nombre plus grand, de l'ordre de trente à trente-cinq.
Les modes de réalisation préférés pour voiture et véhicules légers sont ceux où le stator comporte quatre pôles {p = 2) et une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre soixante et quatre-vingt-dix millimètres, en particulier avec vingt-six ou vingt-sept lames 9, généralement entre dix neuf et trente.
Les modes de réalisation préférés pour camions et véhicules lourds sont ceux comprenant chacun trente-quatre ou trente-huit lames 9, généralement de trente à quarante, et dont le stator comporte quatre pôles (p = 2) et une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre quatre-vingt-dix et cent-quarante millimètres.
La figure 4 montre un mode de réalisation de sections 17 supplémentaire dans lequel les sections 17 forment des enroulements entre leur lame 9 de départ et leur lame 9 de sortie.
Pour ce faire, les sections 17 sont repliées sur elles-mêmes, de sorte qu'elles fassent au moins deux tours entre la lame 9 d'entrée et la lame 9 de sortie. Par deux tours, on entend le fait de passer au moins deux fois dans les encoches de la section. Ces tours permettent d'augmenter la résistance équivalente du moteur, qui peut devenir trop faible si le courant est réparti dans un nombre trop important de lignes parallèles c' est à dire les voies d' enroulement. De plus, cela permet de créer davantage de couple moteur.
Certains modes de réalisation de rotor 1 comprennent un nombre d' encoche multiple de P et donc une symétrie radiale. Cette configuration est déconseillée par les enseignements de l'homme du métier, du fait de la symétrie entre polarité du stator et du nombre d' encoche du rotor créant des bruits magnétiques. Cette configuration provoque des couples fluctuant de plus forte amplitude que la configuration lorsque le nombre d' encoche est non multiple de P. Les couples de réluctance, surviennent lorsqu'un fil conducteur 13 parcouru par le courant venant des balais 11 entre dans le champ d'un des aimants qui tend à le repousser dans un premier temps, allant à l'encontre du couple à fournir.
Lorsque les aimants et le bobinage 5 ont des symétries communes, ces couples de réluctances surviennent simultanément à plusieurs couples aimant/fil conducteur 13 en vis-à-vis. Ceci résulte en un couple potentiellement important qui s'oppose au couple à générer.
La figure 5 est une vue en coupe radiale d'un stator 21, composé d'une enceinte 23, et en l' occurrence de 2p inducteurs 25, ici quatre aimants (p = 2). Les aimants 25 sont répartis à l'intérieur de l'enceinte 23, contre la paroi intérieure de celle-ci, en étant par exemple collés, vissés ou rivetés. D'autres moyens de fixations, par exemple une fixation par coopération de forme, sont également applicables.
Les aimants 25 sont usuellement répartis régulièrement, avec une symétrie importante. Dans le mode de réalisation de la figure 5, cette symétrie est rompue en décalant angulairement au moins un, ici deux, des aimants d'angles respectifs a, b. De la sorte les couples de réluctance surviennent de façon successive et non synchrone. La courbe du couple fourni par le démarreur s'en trouve lissée.
Les deux pôles magnétiques 27 consécutifs sont décalés l' un de l' autre d' un angle égale à trois cent soixante divisé par le nombre de pôle plus ou moins un angle allant de un quart de lame à une lame 9 et demi.
En l' occurrence, les angles a et b sont de préférence de valeurs différentes, et relativement faible, par exemple de l'ordre de l'angle que couvre une lame 9.
Les balais du stator 21 recouvrent usuellement un nombre de lames 9 plus l' interlame compris entre une et deux, ce nombre étant appelé le taux de recouvrement balai-lames. Dans le cas des bobinages 5 imbriqués ce taux de recouvrement est de l'ordre typiquement de 1 ,6. Dans le cas des bobinages ondulés, le taux de recouvrement est de l'ordre de 1,2 à 1,4.
Les balais 11 du stator 21 peuvent, dans les modes de réalisation présentés être dimensionnés de sorte à obtenir un taux de recouvrement balai-lames de l'ordre de 1,5 à 1 ,8, supérieur au taux des bobinages 5 simple-ondulé de l'état de l'art. Ces taux supérieurs sont en particulier de l'ordre de grandeur (ou supérieur) des taux de recouvrement des bobinages 5 simple-imbriqué de l'état de l'art.
Un taux de recouvrement de 1,2 à 1,4 est désavantageux en ce qu'une valeur importante dudit taux de recouvrement, par exemple 1,6 comme dans le cas des bobinages imbriqués, implique des commutations plus rapides, et donc un risque accru de détérioration du système balais-collecteur par arcs électriques. Un taux de recouvrement balai-lames de valeur supérieure, tel que le 1 ,5 à 1,8 obtenu par l'invention réduit aussi le bruit généré par le démarreur, mais réduit le couple électromagnétique.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, un autre moyen d' obtenir une courbe du couple fourni par le démarreur lissée, le décalage est réalisé n' ont plus entre les pôles magnétiques mais entre deux balais consécutifs de polarités différentes décalés l' un de l' autre d' un angle égale à trois cent soixante divisé par le nombre de pôle plus ou moins un angle allant de un quart de lame à une lame (9) et demi.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, le décalage se fait à la fois entre des pôles magnétiques consécutifs angulairement et deux balais consécutifs angulairement.
Les bobinages 5 selon l'invention permettent d'obtenir des rotors 1 combinant les avantages des bobinages imbriqués et ondulés, pour un coût potentiellement peu supérieur aux précédents, tout en permettant de réaliser un démarreur aux propriétés intéressantes malgré la préconisation usuellement reconnue de ne pas implémenter un nombre pair de sections 17 et lames 9, du fait des couples de réluctance entrant alors en jeu.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rotor de démarreur de moteur thermique, comportant :
- un collecteur (3), comportant une pluralité de lames (9), destinées à être en contact successif avec des balais (11) d'un stator (21) du démarreur,
- un bobinage (5) ondulé comprenant des sections (17) de fil conducteur (13) reliant deux lames (9) entre elles, respectivement d'entrée et de sortie de la section (17) considérée, lesdites sections (17) formant un circuit magnétique à 2 7 pôles induits, où p est compris entre deux et quatre,
caractérisé en ce qu'une lame (9) d'entrée d'une première section est séparée d' au moins une lame (9) d'une lame (9) d' entrée d'une deuxième section en série avec la première section, ladite deuxième section étant séparée de la dite première section de p-J section(s) consécutive en série.
2. Rotor de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre multiple de p de sections (17), et en ce que les sections (17) forment plusieurs sous-bobinages (19a, 19b) isolés et parallèles les uns par rapport aux autres.
3. Rotor de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre de sections (17) non-multiple de p, et en ce que les sections (17) forment une unique boucle (19) par mise en série des sections (17).
4. Rotor de démarreur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre de sections (17) non-multiple de p, et en ce que les sections (17) forment plusieurs sous-bobinages (19a, 19b) isolés et parallèles les uns par rapport aux autres.
5. Rotor de démarreur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque section (17) comprenne plusieurs tours.
6. Rotor de démarreur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque section (17) comprend un seul tour.
7. Démarreur pour moteur thermique de véhicule automobile comportant :
- un stator, comportant un nombre 2p, où p est compris entre deux et quatre, de pôles magnétiques, et des balais électriques (11) pour l'alimentation d'un collecteur (3) de rotor,
- un rotor (1) selon l' une quelconque des revendications précédentes.
8. Démarreur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le rotor comporte un nombre de sections compris entre dix-neuf et trente, et en ce que le démarreur comporte une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre soixante et quatre-vingt-dix millimètres.
9. Démarreur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le rotor comporte un nombre de sections compris entre trente et trente-cinq, et en ce que le démarreur comporte une enceinte métallique tubulaire de diamètre compris entre quatre-vingt dix et cent-trente millimètres.
10. Démarreur selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins deux balais (11) consécutifs ou/et deux pôles magnétiques (27) consécutifs angulairement sont décalés l' un de l' autre d' un angle égale à trois cent soixante degré divisé par le nombre de pôle plus ou moins un angle allant de un quart de lame à une lame (9) et demi.
11. Démarreur selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que les balais (11) et les lames (9) sont dimensionnés de sorte à obtenir un taux de recouvrement balai-lames compris entre 1,5 et 2.
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