FR3052001A1 - ROTATING ELECTRIC MACHINE WITH IMPROVED CONFIGURATION - Google Patents

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FR3052001A1
FR3052001A1 FR1654823A FR1654823A FR3052001A1 FR 3052001 A1 FR3052001 A1 FR 3052001A1 FR 1654823 A FR1654823 A FR 1654823A FR 1654823 A FR1654823 A FR 1654823A FR 3052001 A1 FR3052001 A1 FR 3052001A1
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Abstract

L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante (10) comportant un rotor à griffes (12) et un stator (16) entourant ledit rotor à griffes (12) avec présence d'un entrefer (14) entre une périphérie interne dudit stator (16) et une périphérie externe dudit rotor à griffes (12), ledit stator (16) comportant au moins un bobinage polyphasé et un corps (43) muni d'une pluralité d'encoches (48) délimitées chacune par deux dents (44) successives, caractérisée en ce que pour une machine électrique tournante (10) comportant p paires de pôles, ledit rotor à griffes (12) comporte 2p griffes (29) et ledit stator (16) comporte 3p dents (44).The invention relates mainly to a rotary electric machine (10) comprising a claw rotor (12) and a stator (16) surrounding said claw rotor (12) with the presence of an air gap (14) between an inner periphery of said stator (16) and an outer periphery of said claw rotor (12), said stator (16) having at least one polyphase winding and a body (43) having a plurality of notches (48) each delimited by two teeth (44). ) successive, characterized in that for a rotary electric machine (10) having p pole pairs, said claw rotor (12) has 2p claws (29) and said stator (16) has 3p teeth (44).

Description

MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE À CONFIGURATION AMÉLIORÉEROTATING ELECTRICAL MACHINE WITH ENHANCED CONFIGURATION

La présente invention porte sur une machine électrique tournante à configuration améliorée. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des alternateurs pour véhicules automobiles. Un tel alternateur transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique et peut être réversible.The present invention relates to a rotating electrical machine with improved configuration. The invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application in the field of alternators for motor vehicles. Such an alternator transforms mechanical energy into electrical energy and can be reversible.

Un alternateur réversible, appelé alterno-démarreur, permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.A reversible alternator, called alternator-starter, makes it possible to convert electrical energy into mechanical energy, in particular to start the engine of the vehicle.

De façon connue en soi, un alternateur comporte un carter et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes, solidaire en rotation d'un arbre, et un stator qui entoure le rotor avec présence d'un entrefer.In a manner known per se, an alternator comprises a housing and, inside thereof, a claw rotor, integral in rotation with a shaft, and a stator which surrounds the rotor with the presence of an air gap.

Le rotor comporte deux roues polaires présentant chacune un flasque d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes d'orientation axiale. Les griffes des roues polaires sont imbriquées les unes par rapport aux autres. Un noyau cylindrique est intercalé axialement entre les flasques des roues. Ce noyau porte à sa périphérie externe une bobine d'excitation formée autour d'un élément isolant intercalé radialement entre le noyau et la bobine.The rotor comprises two pole wheels each having a transversely oriented flange provided at its outer periphery axially oriented claws. The claws of the pole wheels are nested with respect to each other. A cylindrical core is interposed axially between the flanges of the wheels. This core carries at its outer periphery an excitation coil formed around an insulating element inserted radially between the core and the coil.

Par ailleurs, le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase. Ces enroulements traversent les encoches du corps du stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements de phase sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage.Furthermore, the stator comprises a body consisting of a stack of thin sheets forming a ring, whose inner face is provided with notches open inwardly to receive phase windings. These windings pass through the notches of the stator body and form buns protruding from both sides of the stator body. The phase windings are obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from conductive elements in the form of pins connected together by welding.

Ces enroulements sont des enroulements polyphasés dont les extrémités sont reliées à un module électronique de puissance comportant notamment un pont redresseur. Ce pont redresseur comporte des éléments redresseurs constitués par exemple par des transistors du type MOSFET.These windings are polyphase windings whose ends are connected to an electronic power module including a rectifier bridge. This rectifier bridge comprises rectifier elements constituted for example by MOSFET type transistors.

Pour les bobinages classiques, il existe des difficultés de découpe de la tôle et d'insertion du bobinage notamment du fait du grand nombre d'encoches, de la faible taille d’ouverture d’encoche, du faible taux de remplissage, et de la fragilité des outils d’insertion. L’invention vise à remédier efficacement à ces inconvénients en proposant une machine électrique tournante comportant un rotor à griffes et un stator entourant ledit rotor à griffes avec présence d'un entrefer entre une périphérie interne dudit stator et une périphérie externe dudit rotor à griffes, ledit stator comportant au moins un bobinage polyphasé et un corps muni d'une pluralité d'encoches délimitées chacune par deux dents successives, caractérisée en ce que pour une machine électrique tournante comportant p paires de pôles, ledit rotor à griffes comporte 2p griffes et ledit stator comporte 3p dents. L'invention permet ainsi de faciliter la réalisation du bobinage en réduisant le nombre de dents du stator pour un nombre de pôles donné tout en minimisant le bruit magnétique de la machine électrique. L'invention est particulièrement adaptée à la réalisation de petites machines à bas coût plus facile à bobiner.For conventional windings, there are difficulties in cutting the sheet and inserting the winding in particular because of the large number of notches, the small opening size of the notch, the low filling rate, and the fragility of insertion tools. The invention aims to remedy these drawbacks effectively by proposing a rotating electrical machine comprising a claw rotor and a stator surrounding said claw rotor with presence of an air gap between an inner periphery of said stator and an outer periphery of said claw rotor, said stator comprising at least one polyphase winding and a body provided with a plurality of notches each delimited by two successive teeth, characterized in that for a rotary electric machine comprising p pairs of poles, said claw rotor comprises 2p claws and said stator has 3p teeth. The invention thus makes it easier to perform the winding by reducing the number of stator teeth for a given number of poles while minimizing the magnetic noise of the electric machine. The invention is particularly suitable for making small machines at low cost easier to wind.

Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante comporte un bobinage triphasé.In one embodiment, said rotating electrical machine comprises a three-phase winding.

Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante comporte deux bobinages triphasés indépendants.According to one embodiment, said rotating electrical machine comprises two independent three-phase windings.

Selon une réalisation, le ou les bobinages sont de type concentré et comportent une pluralité de bobines, chaque bobine étant enroulée autour d'une dent correspondante dudit stator.According to one embodiment, the winding or windings are of concentrated type and comprise a plurality of coils, each coil being wound around a corresponding tooth of said stator.

Selon une réalisation, lesdites bobines de chaque phase sont branchées électriquement en série ou en parallèle.In one embodiment, said coils of each phase are electrically connected in series or in parallel.

Selon une réalisation, chaque dent reçoit au moins deux bobines associées chacune à un bobinage distinct.In one embodiment, each tooth receives at least two coils each associated with a separate winding.

Selon une réalisation, le ou les bobinages sont de type ondulé.According to one embodiment, the winding or windings are of corrugated type.

Selon une réalisation, les phases du ou des bobinages sont couplées en triangle.According to one embodiment, the phases of the winding or windings are coupled in a triangle.

Selon une réalisation, les phases du ou des bobinages sont couplées en étoile.According to one embodiment, the phases of the winding or coils are star-coupled.

Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante comporte des moyens de ventilation axiale internes.According to one embodiment, said rotating electrical machine comprises internal axial ventilation means.

Selon une réalisation, ledit stator comporte un profil de dent variable. Cela permet d'optimiser le compromis entre le débit de courant et le bruit de la machine électrique.According to one embodiment, said stator comprises a variable tooth profile. This makes it possible to optimize the compromise between the current flow and the noise of the electric machine.

Selon une réalisation, ledit entrefer est de 100% dans un axe d'au moins une dent dudit stator, et augmente jusqu’à 250% sur des bords de ladite dent. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.According to one embodiment, said air gap is 100% in an axis of at least one tooth of said stator, and increases up to 250% on edges of said tooth. The invention will be better understood on reading the description which follows and the examination of the figures which accompany it. These figures are given for illustrative but not limiting of the invention.

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un alternateur selon la présente invention;Figure 1 is a longitudinal sectional view of an alternator according to the present invention;

La figure 2 montre une vue en coupe partielle d'un stator selon la présente invention muni d'un bobinage de type ondulé;Figure 2 shows a partial sectional view of a stator according to the present invention provided with a corrugated type winding;

La figure 3 est une vue en perspective partielle du corps du stator utilisé avec un bobinage de type concentré;Figure 3 is a partial perspective view of the stator body used with a concentrated type winding;

Les figures 4a et 4b sont des vues en perspective d'un ensemble bobine/isolant de bobine respectivement avant et après son montage par enfilage sur une dent statorique associée;Figures 4a and 4b are perspective views of a coil / coil insulator assembly respectively before and after mounting it by threading on an associated stator tooth;

La figure 5 est une vue en coupe partielle d'un stator muni d'un bobinage concentré illustrant la forme de l'ouverture entre deux bobines adjacentes autorisant le passage de l'air à l'intérieur de la machine électrique;Figure 5 is a partial sectional view of a stator with a concentrated winding illustrating the shape of the opening between two adjacent coils allowing the passage of air inside the electrical machine;

La figure 6 est une vue en coupe partielle d'un stator bobiné illustrant une variante de réalisation dans laquelle deux bobines sont implantées sur chaque dent.Figure 6 is a partial sectional view of a wound stator illustrating an alternative embodiment in which two coils are implanted on each tooth.

Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another.

On a représenté sur la figure 1 un alternateur 10 compact et polyphasé, notamment pour véhicule automobile. L'alternateur 10 est apte à transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique et pourra être réversible. Un tel alternateur réversible, appelé alterno-démarreur, permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.FIG. 1 shows a compact and polyphase alternator 10, in particular for a motor vehicle. The alternator 10 is able to transform mechanical energy into electrical energy and may be reversible. Such a reversible alternator, called alternator-starter, makes it possible to convert electrical energy into mechanical energy, in particular to start the engine of the vehicle.

Cet alternateur 10 comporte un carter 11 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes 12 monté sur un arbre 13, et un stator 16, qui entoure le rotor 12 avec présence d'un entrefer 14 entre la périphérie externe du rotor 12 et la périphérie interne du stator 16. L'axe X suivant lequel s'étend l'arbre 13 forme l'axe de rotation du rotor 12.This alternator 10 comprises a housing 11 and, inside thereof, a claw rotor 12 mounted on a shaft 13, and a stator 16, which surrounds the rotor 12 with the presence of an air gap 14 between the outer periphery of the rotor 12 and the internal periphery of the stator 16. The axis X along which the shaft 13 extends forms the axis of rotation of the rotor 12.

Le carter 11 comporte des paliers avant 17 et arrière 18 portant le stator 16. Les paliers 17, 18 sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement à billes pour le montage à rotation de l'arbre 13.The housing 11 comprises front 17 and rear 18 bearings bearing the stator 16. The bearings 17, 18 are of hollow form and each carry a central ball bearing for the rotational mounting of the shaft 13.

Plus précisément, le rotor 12 comporte deux roues polaires 24, 25 présentant chacune un flasque 28 d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes 29 par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Les griffes 29 d'une roue 24, 25 sont dirigées axialement vers le flasque 28 de l'autre roue. La griffes 29 d'une roue polaire 24, 25 pénètrent dans un espace d'entredent existant entre deux griffes 29 voisines de l'autre roue polaire, de sorte que les griffes 29 des roues polaires 24, 25 sont imbriquées les unes par rapport aux autres.More specifically, the rotor 12 comprises two pole wheels 24, 25 each having a flange 28 of transverse orientation provided at its outer periphery with claws 29 for example of trapezoidal shape and axial orientation. The claws 29 of a wheel 24, 25 are directed axially towards the flange 28 of the other wheel. The claws 29 of a pole wheel 24, 25 penetrate into a gap between two claws 29 adjacent to the other pole wheel, so that the claws 29 of the pole wheels 24, 25 are interlocked with respect to other.

Un noyau cylindrique 30 est intercalé axialement entre les flasques 28 des roues 24, 25. En l'occurrence, le noyau 30 consiste en deux demi-noyaux appartenant chacun à l'un des flasques 28. Ce noyau 30 porte à sa périphérie externe un bobinage rotorique d'excitation 31. L'arbre 13 pourra être emmanché à force dans l'alésage central des roues polaires 24, 25. Du côté de son extrémité avant, l'arbre 13 pourra comporter une partie filetée pour la fixation d'une poulie 35. La poulie 35 appartient à un dispositif de transmission de mouvements à au moins une courroie entre l'alternateur 10 et le moteur thermique du véhicule automobile.A cylindrical core 30 is interposed axially between the flanges 28 of the wheels 24, 25. In this case, the core 30 consists of two half-cores each belonging to one of the flanges 28. This core 30 carries at its outer periphery a The shaft 13 may be force-fitted into the central bore of the pole wheels 24, 25. On the side of its front end, the shaft 13 may comprise a threaded portion for the attachment of a rotor. pulley 35. The pulley 35 belongs to a device for transmitting movements to at least one belt between the alternator 10 and the engine of the motor vehicle.

Le palier arrière 18 porte un porte-balais 38 muni de balais 39 destinés à venir frotter contre des bagues 40 d'un collecteur 41 pour assurer l'alimentation du bobinage du rotor 12. Plus précisément, le porte-balais 38 comporte un boîtier ayant des logements destinés à recevoir chacun un balai.The rear bearing 18 carries a brush holder 38 provided with brushes 39 intended to rub against rings 40 of a manifold 41 to supply the winding of the rotor 12. More specifically, the brush holder 38 comprises a housing having dwellings intended to each receive a broom.

Par ailleurs, comme cela est montré sur les figures 2, 3, 5 et 6, le stator 16 comporte un corps 43 consistant en un empilement axial de tôles planes. Le corps de stator 43 comporte des dents 44 réparties angulairement de manière régulière sur une périphérie interne d'une culasse 45. Ces dents 44 délimitent des encoches 48, de telle façon que chaque encoche 48 est délimitée par deux dents 44 successives.Furthermore, as shown in Figures 2, 3, 5 and 6, the stator 16 comprises a body 43 consisting of an axial stack of flat sheets. The stator body 43 has teeth 44 distributed angularly in a regular manner on an inner periphery of a yoke 45. These teeth 44 delimit notches 48, so that each notch 48 is delimited by two successive teeth 44.

Les encoches 48 débouchent axialement dans les faces d'extrémité axiales du corps de stator 43. Les encoches 48 sont également ouvertes radialement vers l'intérieur du corps de stator 43. Le stator 16 pourra être muni de pieds de dent 50 du côté des extrémités libres des dents 44, tel que montré sur les figures 2, 5 et 6. Chaque pied de dent 50 s'étend circonférentiellement de part et d'autre d'une dent 44 correspondante. Les encoches 48 sont de préférence équipées d'isolant d'encoche pour le montage des phases du stator 16.The notches 48 open axially into the axial end faces of the stator body 43. The notches 48 are also open radially towards the inside of the stator body 43. The stator 16 may be provided with tooth roots 50 on the ends free of teeth 44, as shown in Figures 2, 5 and 6. Each tooth root 50 extends circumferentially on either side of a corresponding tooth 44. The notches 48 are preferably equipped with notch insulation for mounting the phases of the stator 16.

Dans un bobinage de type ondulé représenté sur la figure 2, chaque phase comporte au moins un enroulement de phase 49 traversant les encoches 48 du corps de stator 43. Cet enroulement de phase 49 forme, avec toutes les phases, un chignon avant 46 et un chignon arrière 47 de part et d'autre du corps de stator 43, comme cela est visible en figure 1. Les enroulements de phase 49 sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées électriquement entre elles par exemple par soudage. Les enroulements de phase 49 sont reliés électriquement à des modules électroniques de puissance via leur sortie de phase.In a wave-type winding shown in FIG. 2, each phase comprises at least one phase winding 49 passing through the notches 48 of the stator body 43. This phase winding 49 forms, with all the phases, a front bun 46 and a rear bun 47 on either side of the stator body 43, as can be seen in FIG. 1. The phase windings 49 are obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from conductive elements in the form of pins electrically connected together for example by welding. The phase windings 49 are electrically connected to electronic power modules via their phase output.

Ces modules de puissance forment un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée par l'alternateur 10 en une tension continue pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule. Les modules de puissance pourront également être commandés pour injecter du courant dans les différentes phases de la machine électrique lorsque cette dernière fonctionne en mode moteur.These power modules form a voltage rectifier bridge for converting the alternating voltage generated by the alternator 10 into a DC voltage to supply the battery and the on-board vehicle network, in particular. The power modules may also be controlled to inject current into the different phases of the electric machine when the latter operates in motor mode.

Pour former le bobinage, plusieurs enroulements de phase 49 sont installés dans les encoches 48 du corps 43. Dans l'exemple représenté, la machine comporte deux bobinages triphasés indépendants Al, B1, Cl et A2, B2, C2 couplés entre eux. En variante, le bobinage est un simple bobinage triphasé. Les phases du ou des bobinages pourront être couplées en triangle ou en étoile.To form the winding, several phase windings 49 are installed in the notches 48 of the body 43. In the example shown, the machine comprises two independent three-phase windings Al, B1, C1 and A2, B2, C2 coupled together. In a variant, the winding is a single three-phase winding. The phases of the winding or windings may be coupled in a triangle or star.

Chaque enroulement de phase 49 est constitué par au moins un conducteur continu enroulé à l'intérieur du stator dans les encoches 48 pour former une ou plusieurs spires. Chaque phase Al, B1, Cl, et A2, B2, C2 est associée à une série d'encoches 48 de l'ensemble d'encoches, de sorte que chaque encoche 48 reçoit plusieurs fois les conducteurs d'une même phase.Each phase winding 49 is constituted by at least one continuous conductor wound inside the stator in the notches 48 to form one or more turns. Each phase A1, B1, C1, and A2, B2, C2 is associated with a series of notches 48 of the set of notches, so that each notch 48 receives several times the conductors of the same phase.

Deux encoches consécutives d'une série sont séparées par des encoches adjacentes correspondant chacune à une autre série d'encoches associée à l'une des autres phases Al, B1, Cl, et A2, B2, C2. Ainsi, lorsqu'il y a K phases, les conducteurs d'un même enroulement de phase sont insérés toutes les K+lième encoches. Par exemple, si la phase Al est insérée dans l'encoche n°1, elle est ensuite insérée dans la 7ème encoche pour une machine à deux bobinages triphasés, soit K=6.Two consecutive notches in one series are separated by adjacent notches each corresponding to another series of notches associated with one of the other phases A1, B1, C1, and A2, B2, C2. Thus, when there are K phases, the conductors of the same phase winding are inserted all the K + 1 notches. For example, if the Al phase is inserted into the slot No. 1, it is then inserted into the 7th notch for a machine with two three-phase windings, K = 6.

Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, le bobinage est de type concentré. Dans ce cas, chaque enroulement de phase 49 comporte une pluralité de bobines 52 visibles sur les figures 4a et 4b. Ces bobines 52 sont réalisées à partir d'un fil 53 enroulé sur plusieurs tours pour former plusieurs spires. Le fil 53 pourra être de section ronde ou rectangulaire. Il sera également possible d'utiliser deux fils en parallèle ou plus pour effectuer l'opération de bobinage. Un isolant de bobine 55 est de préférence intercalé entre chaque bobine 52 et la dent 44 correspondante du stator 16.In the embodiment of FIGS. 5 and 6, the winding is of concentrated type. In this case, each phase winding 49 comprises a plurality of coils 52 visible in FIGS. 4a and 4b. These coils 52 are made from a wire 53 wound on several turns to form several turns. The wire 53 may be of round or rectangular section. It will also be possible to use two or more parallel wires to perform the winding operation. A coil insulator 55 is preferably interposed between each coil 52 and the corresponding tooth 44 of the stator 16.

Pour améliorer le refroidissement des stators à bobinage sur dents 44, on utilise des bobines 52 de section rectangulaire, ce qui laisse des passages de section triangulaire 54 entre les bobines 52, comme cela est illustré par la figure 5. Il est possible de faire circuler de l’air via les passages 54 en utilisant des moyens de ventilation axiale interne. Comme on peut le voir sur la figure 1, les moyens de ventilation comportent deux ventilateurs 57 fixés chacun à une extrémité axiale du rotor 12. Les bobines 52 sont montées autour de dents 44 à bord parallèles.To improve the cooling of the winding stators on teeth 44, coils 52 of rectangular section are used, which leaves triangular section passages 54 between the coils 52, as illustrated in FIG. air through passages 54 using internal axial ventilation means. As can be seen in FIG. 1, the ventilation means comprise two fans 57 each fixed at one axial end of the rotor 12. The coils 52 are mounted around teeth 44 with parallel edges.

Conformément à l'invention, pour une machine électrique comportant P paires de pôles, le rotor 12 comporte 2p griffes et le stator 16 comporte 3p dents 44.According to the invention, for an electrical machine comprising P pairs of poles, the rotor 12 comprises 2p claws and the stator 16 comprises 3p teeth 44.

Dans un exemple de réalisation, une machine à 24 dents statoriques pourra remplacer une machine équivalente classique à 48 encoches statoriques en délivrant sensiblement la même force électromotrice face à un même rotor à 16 griffes. Le bobinage sera plus aisé avec 24 bobines sur dent toutes identiques comportant neuf ou dix spires, reliées par huit en parallèle pour chaque phase à un connecteur où les sorties de phases peuvent être librement distribuées sur 360 degrés. Dans le cas d'un bobinage de type concentré, le nombre de spires pourra être compris entre 8 et 11 par exemple. Dans le cas d'un bobinage ondulé, il sera possible de réaliser entre 0,5 et 1 spire par enroulement de phase.In an exemplary embodiment, a machine with 24 stator teeth can replace a conventional equivalent machine 48 stator slots by delivering substantially the same electromotive force against a single rotor with 16 claws. The winding will be easier with 24 coils on all identical tooth having nine or ten turns, connected by eight in parallel for each phase to a connector where the phase outputs can be freely distributed over 360 degrees. In the case of a coil type concentrated, the number of turns may be between 8 and 11 for example. In the case of a corrugated winding, it will be possible to make between 0.5 and 1 turn by phase winding.

Dans le cas d'une machine à double bobinages triphasés, par exemple 12 Volts et 48 Volts, le nombre et le diamètre des fils 53 de chaque bobine 52 peuvent être ajustés en fonction de la force électromotrice et de l’intensité nominale avec une grande finesse pour optimiser chaque bobinage.In the case of a machine with three-phase double coils, for example 12 volts and 48 volts, the number and the diameter of the wires 53 of each coil 52 can be adjusted according to the electromotive force and the rated intensity with a large finesse to optimize each winding.

Dans un exemple de réalisation, une machine à double bobinage 12Volts et 48Volts comporte 16 pôles et 24 dents statoriques avec une puissance nominale égale sur les deux circuits.In an exemplary embodiment, a 12Volts and 48Volts double-coil machine has 16 poles and 24 stator teeth with equal nominal power on both circuits.

Chaque dent 44 pourra recevoir deux bobines 52, 52' séparées. La première bobine 52 comporte dix spires de diamètre 1,60 mm pour le bobinage de 12 volts. On prévoit huit bobines 52 branchées électriquement en parallèle par phase.Each tooth 44 may receive two separate coils 52, 52 '. The first coil 52 has ten turns of diameter 1.60 mm for the winding of 12 volts. There are eight coils 52 electrically connected in parallel per phase.

La deuxième bobine 52' comporte 40 spires de diamètre 0,80 pour le bobinage de 48 volts. On pourra prévoir huit bobines 52 branchées électriquement en parallèle par phase.The second coil 52 'has 40 turns with a diameter of 0.80 for the winding of 48 volts. It will be possible to provide eight coils 52 electrically connected in parallel per phase.

En variante, la deuxième bobine 52 comporte dix spires de diamètre 1,60mm et on prévoit quatre bobines 52 branchées électriquement en série dans deux voies en parallèle par phase. En utilisant deux bobines 52, 52' ayant un même diamètre de fil, cela permet de réaliser plus facilement l'opération de bobinage.As a variant, the second coil 52 comprises ten turns with a diameter of 1.60 mm and four coils 52 electrically connected in series in two channels in parallel per phase are provided. By using two coils 52, 52 'having the same wire diameter, this makes it easier to perform the winding operation.

Les bobines 52, 52' peuvent être bobinées l’une sur l’autre. Mais elles sont de préférence séparées le long de la dent 44 sur un isolant de bobine 55 moulé compartimenté, tel que montré sur la figure 6. Cela permet de faciliter le bobinage et la connexion sur les connecteurs correspondants. Les connecteurs peuvent être inclus dans une pièce moulée commune.The coils 52, 52 'can be wound on one another. But they are preferably separated along the tooth 44 on a compartmentalized molded coil insulator 55, as shown in FIG. 6. This facilitates winding and connection to the corresponding connectors. The connectors can be included in a common molded part.

Bien entendu, il est possible de réaliser plus de deux bobinages indépendants.Of course, it is possible to make more than two independent windings.

Pour optimiser le compromis entre le débit de courant et le bruit magnétique de la machine à 2p pôles et 3p dents, il est possible de faire évoluer l’entrefer 14 sous chaque dent 44 statorique en réalisant notamment un profil de dent 60 variable, comme illustré sur la figure 5. L’entrefer 14 pourra ainsi être de 100% dans l’axe de la dent 44, et augmenter jusqu’à 250% sur les bords de la dent 44. L'entrefer 14 peut être dissymétrique.In order to optimize the compromise between the current flow rate and the magnetic noise of the machine with 2p poles and 3p teeth, it is possible to change the air gap 14 under each stator tooth 44 by producing in particular a variable tooth profile 60, as illustrated. 5. The gap 14 can thus be 100% in the axis of the tooth 44, and increase up to 250% on the edges of the tooth 44. The gap 14 can be asymmetrical.

La dent 44 peut également être dissymétrique en étant muni de pieds de dents 50 inégaux. La forme de la dent 44 étant obtenue par découpe, il n’y a aucun surcoût à la complexifier si nécessaire.The tooth 44 can also be asymmetrical with unequal feet of teeth 50. The shape of the tooth 44 being obtained by cutting, there is no additional cost to complicate it if necessary.

Il devient alors possible d'utiliser des rotors à formes de griffes simples, sans chanfreins sur les griffes, dans la mesure où la variation dynamique d’entrefer 14 peut être gérée en agissant uniquement du côté du stator 16.It then becomes possible to use single claw-shaped rotors without chamfers on the claws, insofar as the dynamic gap variation 14 can be managed by acting only on the side of the stator 16.

Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.Of course, the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the invention which would not be overcome by replacing the different elements by any other equivalent.

En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.In addition, the various features, variations, and / or embodiments of the present invention may be associated with each other in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Machine électrique tournante (10) comportant un rotor à griffes (12) et un stator (16) entourant ledit rotor à griffes (12) avec présence d'un entrefer (14) entre une périphérie interne dudit stator (16) et une périphérie externe dudit rotor à griffes (12), ledit stator (16) comportant au moins un bobinage polyphasé (Al, B1, Cl ; A2, B2, C2) et un corps (43) muni d'une pluralité d'encoches (48) délimitées chacune par deux dents (44) successives, caractérisée en ce que pour une machine électrique tournante (10) comportant p paires de pôles, ledit rotor à griffes (12) comporte 2p griffes (29) et ledit stator (16) comporte 3p dents (44).A rotating electric machine (10) comprising a claw rotor (12) and a stator (16) surrounding said claw rotor (12) with an air gap (14) between an inner periphery of said stator (16) and a outer periphery of said claw rotor (12), said stator (16) having at least one polyphase winding (A1, B1, Cl; A2, B2, C2) and a body (43) having a plurality of notches (48). ) delimited each by two successive teeth (44), characterized in that for a rotary electric machine (10) comprising p pairs of poles, said claw rotor (12) comprises 2p claws (29) and said stator (16) comprises 3p teeth (44). 2. Machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un bobinage triphasé.2. Rotary electrical machine according to claim 1, characterized in that it comprises a three-phase winding. 3. Machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte deux bobinages triphasés (Al, B1, Cl; A2, B2, C2) indépendants.3. Rotating electrical machine according to claim 1, characterized in that it comprises two independent three-phase windings (Al, B1, C1, A2, B2, C2). 4. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou les bobinages (Al, B1, Cl ; A2, B2, C2) sont de type concentré et comportent une pluralité de bobines (52), chaque bobine (52) étant enroulée autour d'une dent (44) correspondante dudit stator.Rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the winding or windings (A1, B1, C1, A2, B2, C2) are of concentrated type and comprise a plurality of coils (52). each coil (52) being wound around a corresponding tooth (44) of said stator. 5. Machine électrique tournante selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdites bobines (52) de chaque phase sont branchées électriquement en série ou en parallèle.5. The rotary electrical machine according to claim 4, characterized in that said coils (52) of each phase are electrically connected in series or in parallel. 6. Machine électrique tournante selon les revendications 3 et 4, caractérisée en ce que chaque dent (44) reçoit au moins deux bobines (52, 52') associées chacune à un bobinage distinct.6. A rotary electric machine according to claims 3 and 4, characterized in that each tooth (44) receives at least two coils (52, 52 ') each associated with a separate winding. 7. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou les bobinages (Al, B1, Cl ; A2, B2, C2) sont de type ondulé.7. A rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the winding or windings (A1, B1, C1, A2, B2, C2) are of corrugated type. 8. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les phases du ou des bobinages sont couplées en triangle.8. rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the phases of the winding or coils are coupled in a triangle. 9. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les phases du ou des bobinages sont couplées en étoile.9. rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the phases of the winding or coils are coupled in a star. 10. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de ventilation axiale internes (57).10. rotary electric machine according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises internal axial ventilation means (57). 11. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ledit stator (16) comporte un profil de dent (60) variable.11. A rotary electric machine according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said stator (16) comprises a variable tooth profile (60). 12. Machine électrique tournante selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit entrefer (14) est de 100% dans un axe d'au moins une dent (44) dudit stator (16), et augmente jusqu’à 250% sur des bords de ladite dent (44).12. A rotary electric machine according to claim 11, characterized in that said air gap (14) is 100% in an axis of at least one tooth (44) of said stator (16), and increases up to 250% on edges of said tooth (44).
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343105A (en) * 1990-03-28 1994-08-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha AC generator for vehicles
JPH1198786A (en) * 1997-09-18 1999-04-09 Denso Corp Ac generator for vehicle
EP1128521A2 (en) * 2000-02-24 2001-08-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alternator with non-uniform slot openings
JP2003079083A (en) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Ltd Permanent magnet dynamo-electric machine and compressor
WO2008109062A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-12 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Educ. On Behalf Of Oregon State Univ Methods and apparatus for power generation
US20090184599A1 (en) * 2007-11-06 2009-07-23 Hitachi, Ltd. Alternator for Vehicle, Vehicle Equipped with Alternator, Method for Manufacturing Alternator for Vehicle, and Rotating Electric Machine for Vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343105A (en) * 1990-03-28 1994-08-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha AC generator for vehicles
JPH1198786A (en) * 1997-09-18 1999-04-09 Denso Corp Ac generator for vehicle
EP1128521A2 (en) * 2000-02-24 2001-08-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Alternator with non-uniform slot openings
JP2003079083A (en) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Ltd Permanent magnet dynamo-electric machine and compressor
WO2008109062A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-12 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Educ. On Behalf Of Oregon State Univ Methods and apparatus for power generation
US20090184599A1 (en) * 2007-11-06 2009-07-23 Hitachi, Ltd. Alternator for Vehicle, Vehicle Equipped with Alternator, Method for Manufacturing Alternator for Vehicle, and Rotating Electric Machine for Vehicle

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