FR2600220A3 - Dynamo-electric machine in particular motor vehicle alternator containing a rotor with pole wheels - Google Patents

Dynamo-electric machine in particular motor vehicle alternator containing a rotor with pole wheels Download PDF

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Abstract

Dynamo-electric machine in particular motor vehicle alternator of the type containing a rotor 4 comprising two pole wheels 4a and 4b one opposite the other, arranged on the shaft 3 of the rotor 4 on either side of a core 4c mounted on the said shaft and on which is arranged coaxially an inductor winding 4d and a stator 1 consisting of a lamination pack 1a, characterised in that the toes of the pole teeth 4a and 4b of the flanges include a recess 4e starting approximately square with the end faces 1c and 1d of the stator 1, heading for the end faces of the pole wheels of the rotor 4.

Description

L'invention concerne une machine dynamo-électrique et plus particulièrement un alternateur de véhicule automobile du type comportant un rotor comprenant deux roues polaires, en regard 1 'une de 1 Aau.tre, di-sposées sur l'arbre du rotor de part et d'autre d'un noyau monté sur ledit arbre et sur lequel est disposé coaxialement un enroulement inducteur et un stator constitué d'un paquet de tôles assemblées rigidement les unes aux autres dans l'alésage duquel tourne le rotor tourillonnant lui-même dans les paliers de deux flasques d'extrémité dans le prolongement formant manchon de recouvrement de l'un au moins desquels est logé ledit stator contre lequel sont fixés les flasques d'extrémité au moyen de tirants. The invention relates to a dynamo-electric machine and more particularly to a motor vehicle alternator of the type comprising a rotor comprising two pole wheels, opposite one of 1 Aau.tre, di-sposées on the shaft of the rotor and other of a core mounted on said shaft and on which is arranged coaxially an inductor winding and a stator consisting of a pack of sheets rigidly assembled to each other in the bore of which rotates the swiveling rotor itself in the bearings of two end flanges in the extension forming a covering sleeve of at least one of which is housed said stator against which the end flanges are fixed by means of tie rods.

On sait que les alternateurs de petite puissance, utilisés par exemple, pour l'alimentation électrique des véhicules automobiles peuvent être réalisés en disposant le bobinage inducteur dans un rotor constitué de deux joues sensiblement identiques, se faisant vis-à-vis et comportant chacune des dents sensiblement parallèles à l'axe du rotor, les dents de l'une des joues étant imbriquées entre les dents adjacentes de l'autre joue. It is known that low power alternators, used for example for the electrical supply of motor vehicles can be produced by arranging the inductor winding in a rotor made up of two substantially identical cheeks, facing each other and each comprising teeth substantially parallel to the axis of the rotor, the teeth of one of the cheeks being nested between the adjacent teeth of the other cheek.

Dans ce genre de réalisation, le bobinage du rotor est alimenté en courant continu, les dents de l'une des joues constituant des pôles Nord alors que les dents de l'autre joue constituent des pôles Sud ; le défilement des pôles Nord et Sud devant les dents du stator par la rotation du rotor crée dans le bobinage du stator un courant alternatif induit. In this kind of embodiment, the rotor winding is supplied with direct current, the teeth of one of the cheeks constituting North poles while the teeth of the other cheek constitute South poles; the movement of the North and South poles in front of the stator teeth by the rotation of the rotor creates in the stator winding an induced alternating current.

Dans les alternateurs de ce type, on a constaté qu'une partie importante du flux magnétique crée par le bobinage du rotor passait par des chemins de fuite au lieu de traverser l'entrefer de la machine et d'aller provoquer l'induction désirée dans les pôles du stator. Cet inconvénient est néfaste surtout à bas régime et oblige à saturer inutilement les parties actives de la machine pour obtenir de ladite machine des performances satisfaisantes malgré ltexistance des fuites magnétiques. In alternators of this type, it has been observed that a large part of the magnetic flux created by the winding of the rotor passes through leakage paths instead of passing through the air gap of the machine and going to cause the desired induction in the stator poles. This drawback is harmful, especially at low speed, and forces the active parts of the machine to be unnecessarily saturated in order to obtain satisfactory performance from said machine despite the existence of magnetic leaks.

La présente invention a pour premier but due diminuer -les fuites magnétiques existant dans les alternateurs dont le rotor est constitué de deux joues à dents imbriquées par une modification de la conformation des joues On a en effet constaté, selon l'invention, que le siège d'une partie importante des fuites de flux se situait approximativement au droit des faces d'extrémité du stator. The main object of the present invention is to reduce the magnetic leaks existing in alternators, the rotor of which consists of two cheeks with nested teeth by a modification of the conformation of the cheeks. It has indeed been found, according to the invention, that the seat a large part of the flow leaks was located approximately at the end faces of the stator.

Selon l'invention, on a donc été amené à augmenter la distance entre le talon polaire de chaque dents des joues du rotor et la surface polaire du stator au droit des faces d'extrémité du stator.According to the invention, it was therefore necessary to increase the distance between the pole heel of each tooth of the cheeks of the rotor and the pole surface of the stator in line with the end faces of the stator.

La présente invention a donc pour objet un alternateur de faible puissance destiné en particulier à l'alimentation électrique des véhicules automobiles, ledit alternateur comportant d'une part un stator autour des pôles duquel est enroulé un bobinage induit, d'autre part, un rotor constitué de deux joues sensiblement identiques placées en vis-à-vis, chaque joue étant formée d'une base sensiblement perpendiculaire à l'axe du rotor et de dents sensiblement parallèles à l'axe dudit rotor, les dents de l'une des joues étant imbriquées entre les dents de l'autre joue, un noyau autour duquel est enroulé le bobinage inducteur étant interposé entre les deux joues, le tout réalisé en un matériau magnétique, étant monté sur un arbre qui tourillonne dans les paliers de deux flasques d'extrémité emprisonnant le stator, caractérisé par le fait que les talons des dents polaires des joues comportent un évidement à partir approximativement du droit des faces d'extrémité du stator, en dehors de l'entrefer e. The present invention therefore relates to a low power alternator intended in particular for the electrical supply of motor vehicles, said alternator comprising on the one hand a stator around the poles of which is wound an induced winding, on the other hand, a rotor consisting of two substantially identical cheeks placed facing each other, each cheek being formed of a base substantially perpendicular to the axis of the rotor and teeth substantially parallel to the axis of said rotor, the teeth of one of the cheeks being nested between the teeth of the other cheek, a core around which the inductor winding is wound being interposed between the two cheeks, all made of a magnetic material, being mounted on a shaft which spins in the bearings of two flanges of end trapping the stator, characterized in that the heels of the polar teeth of the cheeks have a recess starting approximately from the right of the end faces of the stator, outside the Brother.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'évidement se présente sous la forme d'une rainure annulaire. In another embodiment of the invention, the recess is in the form of an annular groove.

Dans un troisième mode de réalisation une pluralité de trous borgnes sont ménagés radialement dans les talons des dents polaires, la génératrice desdits trous le plus près des extrémités des dents étant située approximativement au droit des faces d'extrémité du stator. In a third embodiment, a plurality of blind holes are formed radially in the heels of the polar teeth, the generatrix of said holes closest to the ends of the teeth being located approximately at the level of the end faces of the stator.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'évidement se présente sous la forme d'un chanfrein réalisé sur les talons des dents à partir des faces d'extrémité du stator. In another embodiment of the invention, the recess is in the form of a chamfer produced on the heels of the teeth from the end faces of the stator.

L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins annexés sur lesquels
- La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de la machine dynamo-électrique conforme à l'invention et particulièrement un alternateur de véhicule automobile.The invention will be better understood with the aid of the appended drawings in which
- Figure 1 shows a longitudinal sectional view of the dynamo-electric machine according to the invention and particularly a motor vehicle alternator.

- La figure 2 représente une vue partielle à plus grande échelle de la figure 1 montrant des rainures annulaires périphériques. - Figure 2 shows a partial view on a larger scale of Figure 1 showing peripheral annular grooves.

- La figure 3 représente un autre mode de réalisation montrant une pluralité de trous borgnes radiau-x répartis sur les talons des dents polaires
- La figure 4 est une vue analogue aux figures 2 et 3 selon un autre mode de réalisation.- Figure 3 shows another embodiment showing a plurality of blind holes radiau-x distributed on the heels of the polar teeth
- Figure 4 is a view similar to Figures 2 and 3 according to another embodiment.

Pour une meilleure compréhension de l'invention les différents modes de réalisation des évidements sont représentés a une plus grande échelle par rapport aux autres éléments constitutifs de la machine. For a better understanding of the invention the different embodiments of the recesses are shown on a larger scale compared to the other components of the machine.

Selon un mode préféré de réalisation de l'invention la machine dynamo-électrique ci-dessous décrit, concerne plus particulièrement un alternateur de véhicule automobile représenté à la figure 1 et comportant un stator constitué de manière connue d'un paquet de tôles la et d'enroulements de phase lb, le stator étant maintenu en position entre deux flasques d'extrémité 2a et 2b dans les paliers desquels tourillonnent les extrémités d'un arbre 3 portant le rotor 4 constitué de deux éléments polaires à griffes 4a et 4b emprisonnant un noyau central 4c sur lequel est placée une bobine inductrice 4d connectée à des bagues collectrices 5a et 5b serties sur un support en matière isolante 5, bagues collectrices 5a et 5b sur lesquelles frottent des balais (non représentés) l'ensemble rotor 4 et 5 est emmanché à force sur l'arbre 3 et maintenu en rotation grâce à des cannelures 3a ménagées sur l'arbre 3. Cet arbre 3 est entrainé par un moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'une poulie 6. Un ventilateur 7 constitué d'un disque 7a et de pales 7b est fixé à la pièce polaire 4b du rotor 4. According to a preferred embodiment of the invention the dynamo-electric machine described below, relates more particularly to a motor vehicle alternator shown in FIG. 1 and comprising a stator constituted in a known manner of a pack of sheets 1a and d '' phase windings lb, the stator being held in position between two end flanges 2a and 2b in the bearings of which rotate the ends of a shaft 3 carrying the rotor 4 made up of two pole claw elements 4a and 4b trapping a core central 4c on which is placed an inductor coil 4d connected to slip rings 5a and 5b crimped on a support of insulating material 5, slip rings 5a and 5b on which brushes rub (not shown) the rotor assembly 4 and 5 is fitted by force on the shaft 3 and kept in rotation by means of grooves 3a formed on the shaft 3. This shaft 3 is driven by an internal combustion engine via a pulley 6. A fan 7 consisting of a disc 7a and blades 7b is fixed to the pole piece 4b of the rotor 4.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté par la figure 1, des évidements 4e sont réalisés sur les talons des dents polaires à griffes 4a et 4b au droit et à partir approximativement des faces d'extrémité 1c et id des tôles la du stator 1 en direction des talons des dents polaires du rotor 4. Ces évidements 4e sont obtenus par une réduction du diamètre des dents polaires 4a et 4b du rotor 4. According to a first embodiment of the invention represented by FIG. 1, recesses 4e are produced on the heels of the polar teeth with claws 4a and 4b at right angles and starting from approximately the end faces 1c and id of the sheets la of the stator 1 in the direction of the heels of the polar teeth of the rotor 4. These recesses 4e are obtained by reducing the diameter of the polar teeth 4a and 4b of the rotor 4.

Selon un second mode de réalisation représenté par la figure 2 les évidements 4f sur les talons des dents polaires 4a et 4b sont réalisés au droit et à partir approximativement des faces d'extrémité Ic et id des tôles la du stator 1. Ces évidements 4f sont obtenus au moyen de rainures circulaires. According to a second embodiment represented by FIG. 2, the recesses 4f on the heels of the polar teeth 4a and 4b are produced at right angles and starting from approximately the end faces Ic and id of the sheets la of the stator 1. These recesses 4f are obtained by means of circular grooves.

Selon un autre mode de réalisation représenté par la figure 3 une pluralité de trous borgnes 49 sont réalisés sur les talons des dents polaires 4a et 4b au droit et à partir approximativement des faces d'extrémité lc et id des tôles la du stator 1. Ces trous borgnes 49 sont avantageusement répartis sur le pourtour des talons des dents polaires 4a et 4b. According to another embodiment represented by FIG. 3, a plurality of blind holes 49 are produced on the heels of the polar teeth 4a and 4b at right angles and from approximately the end faces lc and id of the sheets la of the stator 1. These blind holes 49 are advantageously distributed around the periphery of the heels of the polar teeth 4a and 4b.

Selon un autre mode de réalisation représenté par la figure 4 les évidements réalisés sur les talons des dents polaires 4a et 4b sont obtenus par l'intermédiaire de chanfreins 4h dont la pente judicieusement calculée est positionnée sur les dents polaires 4a et 4b du rotor 4 au droit et à partir approximativement des faces externes lc et ld du paquet de tôles la en s'inclinant en direction des talons desdites dents polaires 4a et 4b. According to another embodiment shown in FIG. 4, the recesses made on the heels of the polar teeth 4a and 4b are obtained by means of chamfers 4h, the judiciously calculated slope of which is positioned on the polar teeth 4a and 4b of the rotor 4 to straight and from approximately the external faces lc and ld of the sheet bundle la while tilting in the direction of the heels of said polar teeth 4a and 4b.

il est bien entendu que des modifications pourront être apportées aux modes de réalisation ci-dessus décrits sans pour cela sortir du cadre de l'invention. it is understood that modifications may be made to the embodiments described above without departing from the scope of the invention.

I1 va également de soit que l'invention peut être appliquée à tout type d'alternateur connu par exemple aux alternateurs ayant un rotor comprenant des aimants permanents.  It also goes without saying that the invention can be applied to any type of known alternator, for example to alternators having a rotor comprising permanent magnets.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1) Machine dynamo-électrique notamment alternateur de véhicule automobile du type comportant un rotor (4) comprenant deux roues polaires (4a et 4b), en regard l'une de l'autre, disposées sur l'arbre (3) du rotor (4) de part et d'autre d'un noyau (4c) monté sur ledit arbre et sur lequel est disposé coaxialement un enroulement inducteur (4d) et un stator (1) constitué d'un paquet de tôles (la) assemblées rigidement les unes aux autres dans l'alésage duquel tourne le rotor (4) tourillonnant lui-même dans les paliers de deux flasques d'extrémité (2a et 2b) dans le prolongement formant manchon de recouvrement dans l'un au moins desquels est logé ledit stator (1) contre lequel sont fixés les flasques d'extrémité (2a et 2b) au moyen de tirants, caractérisé par le fait que les talons des dents polaires (4a et 4b) des joues comportent un évidement (4e) à partir approximativement du droit des faces d'extrémité (lc et ld) du stator (1), vers les faces d'extrémité des roues polaires du rotor (4). 1) Dynamo-electric machine, in particular a motor vehicle alternator of the type comprising a rotor (4) comprising two pole wheels (4a and 4b), facing one another, arranged on the shaft (3) of the rotor ( 4) on either side of a core (4c) mounted on said shaft and on which is arranged coaxially an inductor winding (4d) and a stator (1) consisting of a pack of sheets (la) rigidly assembled the to each other in the bore of which the rotor (4) rotates itself swiveling in the bearings of two end flanges (2a and 2b) in the extension forming a covering sleeve in at least one of which is housed said stator (1) against which the end flanges (2a and 2b) are fixed by means of tie rods, characterized in that the heels of the polar teeth (4a and 4b) of the cheeks have a recess (4e) from approximately the right from the end faces (lc and ld) of the stator (1), towards the end faces of the pole wheels of the rotor (4). 2) Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement se présente sous la forme d'une rainure annulaire (4f). 2) dynamo-electric machine according to claim 1, characterized in that the recess is in the form of an annular groove (4f). 3) Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une pluralité de trous borgnes (49) sont ménagés radialement dans les talons des dents polaires (4a et 4b), la génératrice desdits trous la plus près des extrémités des dents étant située approximativement au droit des faces d'extrémité (lc et ld) du stator (1). 3) dynamo-electric machine according to claim 1, characterized in that a plurality of blind holes (49) are formed radially in the heels of the polar teeth (4a and 4b), the generatrix of said holes closest to the ends of the teeth being located approximately at the right of the end faces (lc and ld) of the stator (1). 4) Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement se présente sous la forme d'un chanfrein (4h) réalisé sur les talons des dents polaires (4a et 4b) à partir des faces d'extrémité (lc et ld) du stator (1).  4) dynamo-electric machine according to claim 1, characterized in that the recess is in the form of a chamfer (4h) produced on the heels of the polar teeth (4a and 4b) from the end faces ( lc and ld) of the stator (1).
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