WO2005117244A1 - Machine electrique tournante polyphasee pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2005117244A1
WO2005117244A1 PCT/FR2005/001040 FR2005001040W WO2005117244A1 WO 2005117244 A1 WO2005117244 A1 WO 2005117244A1 FR 2005001040 W FR2005001040 W FR 2005001040W WO 2005117244 A1 WO2005117244 A1 WO 2005117244A1
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reinforcing means
annular
target
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PCT/FR2005/001040
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Inventor
Jean-Philippe Badey
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

Definitions

  • the invention generally relates to polyphase rotary electric machines. More specifically, the invention relates to a polyphase rotary electric machine, suitable for use in a motor vehicle with an internal combustion engine on the one hand as an electric generator, and on the other hand as an electric motor in particular for starting the combustion engine.
  • internal of the vehicle comprising a rotary shaft, a rotor integral in rotation with the shaft, a fixed polyphase stator surrounding the rotor, and magnetic means for monitoring the rotation of the rotor, these means comprising an annular target surrounding the shaft and integral in rotation with this shaft, and at least one fixed sensor disposed close to the target and cooperating with it.
  • Machines of this type are known from the prior art, and in particular from patent application FR 2 807 231, which describes magnetic means the target of which is fixed to the pulley of the machine, the latter being itself integral in rotation of the shaft.
  • Such a reversible machine is called an alternateo-starter.
  • This target is rotated at high speed by the shaft and undergoes a significant centrifugal force.
  • it is subjected to repeated cycles of acceleration and deceleration, depending on whether the vehicle starts or slows down.
  • the present invention aims to overcome the above-mentioned defect.
  • the machine of the invention is essentially characterized in that the target comprises an annular magnetic part and reinforcing means enveloping the magnetic part on a radially outer side.
  • the target comprises an annular magnetic part and reinforcing means enveloping the magnetic part on a radially outer side.
  • the air gap between the target and the sensor is well controlled.
  • mounting is easy at the rear of the machine and good positioning accuracy of the sensor is obtained with respect to the target.
  • the reinforcing means form a cylinder enveloping the annular magnetic part over the entire circumference of this part.
  • the reinforcing means are made of a non-magnetic material for good looping of the magnetic flux.
  • the reinforcing means consist of aluminum and / or austenitic steel and / or plastic and / or a woven or non-woven textile material.
  • the reinforcement means can be: - force-fitted around the annular magnetic part, - hooped around the annular magnetic part, - glued around the annular magnetic part, magnetoformed around the annular magnetic part, thermoformed around the annular magnetic part, overmolded around the annular magnetic part.
  • the annular magnetic part can be molded into the reinforcement means.
  • the annular magnetic part is a plasto-magnet.
  • the reinforcing means form a thin layer pressed against the magnetic part on a radially outer side.
  • This thin layer is for example produced in the form of a strip or a film.
  • the thin layer can be full.
  • the thin layer may have openings.
  • the magnetic part can fill the openings of the thin layer and can be flush with an outer side of the thin layer through the openings.
  • the sensor is arranged radially outside the annular target, facing the latter.
  • FIG. 1 is an axial sectional view d a polyphase rotary electrical machine according to the invention
  • FIG. 2 is a side view of a target according to a first embodiment of the invention, the right half of the target being shown in section
  • Figures 3 and 4 are enlarged views respectively of details III and IV of Figure 2
  • - Figure 5 is a view equivalent to that of Figure 3, for a second embodiment of one invention
  • - Figure 6 is an exploded view corresponding to FIG. 5.
  • the rotary electrical machine shown in FIG. 1 is an alternator for a motor vehicle operating in a reversible manner.
  • Such an alternator is called an alternator-starter and comprises a rotary shaft 1, a claw rotor 2 integral in rotation with the shaft 1, a fixed polyphase stator 3 surrounding the rotor 2, and magnetic means 4 for monitoring the rotation of the rotor 2.
  • the axis of the shaft 1 defines the axis of rotation XX ′ of the electric machine, here of the polyphase type.
  • the rotor 2 is integral with the shaft 1 and forms therewith a rotor assembly. This rotor 2 comprises two pole claw wheels 21 and an excitation coil 22 disposed between the pole wheels 21.
  • Each pole wheel 21 has a flange extending substantially perpendicularly to the shaft 1, carrying teeth at its outer periphery. 'axial orientation directed to the flange of the other pole wheel.
  • the teeth are offset circumferentially from one pole wheel to another and interpenetrate. They each have a trapezoidal shape.
  • the flanges are each pierced with a central bore receiving the shaft 1, and are secured to this rotating shaft by ribs cooperating with grooves formed in the shaft 1.
  • the stator 3 intended to be fixed on a fixed part of the vehicle, comprises meanwhile front and rear bearings 31 and 32, which are closed one on the other and fixed with each other here with tie rods referenced at 33 in FIG. 1 to form a casing, as well as a stator assembly 34 comprising a stator body carrying a set of stator windings.
  • the stator assembly 34 surrounds the rotor 2 and comprises a body in the form of a sheet pack in which are formed a series of notches containing windings at the rate of at least one winding per phase which comprises 1 alternator-starter here of the three-phase type.
  • the windings can be of the type with separate coils, with entangled coils or of the bar type, for example in the shape of a U as described in document WO 92/06527.
  • the bearings 31 and 32 of hollow form are perforated for the circulation of air inside the machine of the compact type and with internal ventilation, the rotor 2 here carrying at each of its axial ends a fan referenced 23 in the figure 1. As a variant, only one fan 23 is provided.
  • Each bearing 31, 32 here made of aluminum, carries a ball bearing centrally, referenced at 35 in FIG. 1. These bearings respectively support the front and rear ends of the shaft 1.
  • the bearing 35 associated with the rear bearing 32 is smaller than that associated with the front bearing 31.
  • the shaft 1 extends beyond the front bearing 31, a movement transmission member 5 in the form of a pulley being fixed on the shaft 1 to the outside of said bearing and integral in rotation with the shaft 1.
  • This pulley is intended to cooperate with a V-grooved belt (not shown) by which the heat engine drives 1 • shaft 1 and the rotor assembly 2 when the machine electric works in mode generator.
  • This pulley and the belt associated with it also makes it possible in the opposite direction to the electric machine to drive the heat engine, when said machine operates in starter mode.
  • the transmission of movement between the shaft 1 and the heat engine of the vehicle as a variant may comprise gears, at least one chain of pulleys with variable spacing and / or at least one belt.
  • the movement transmission member 5 can have many configurations and consist of a gear, a toothed wheel, a pulley etc.
  • the ends of the winding 22 of the rotor 2 are each connected by a wire connection to slip rings 11 carried by the shaft 1.
  • the windings of the stator assembly 34 are in turn connected by a wire connection to an electronic management device , not shown, arranged outside the machine.
  • the machine is of the type described in document WO 01/69762 to which reference will be made for more details.
  • the magnetic means 4 for monitoring the rotor 2 comprise an annular target 41 surrounding the shaft 1 and integral in rotation with this shaft 1, and at least one fixed sensor 42 disposed near the target 41 and cooperating therewith.
  • the means 4 typically comprise three sensors 42, of the Hall effect type.
  • the annular target 41 extends in a plane perpendicular to the shaft 1, is centered on the shaft 1 and is arranged on a rear axial side of the rotor 2.
  • the target extends substantially around the rear bearing 35, at inside the stator 3. It is in one embodiment rigidly fixed to the metal rear fan 23 integral with the rotor 2, as visible for example in FIG. 12 of the above-mentioned document WO 01/69762, the fan being shaped at its free end to form an annular target support cup.
  • This cup comprises an axial orientation portion extended outwardly by an annular rim of transverse orientation directed in the direction opposite to the axis XX '. The transverse edge is lower than the target.
  • the target 41 comprises a central drive and / or fixing hub 413, linked in rotation to the rotor either directly, for example by cooperation of shapes, or indirectly.
  • the hub 413 can for example be linked to the rotor via the fan, as in FIGS. 1 to 6 of document WO 01/69762.
  • the hub 413 then comprises a metal cup of the aforementioned type, with an axial orientation portion and an annular rim of transverse orientation. This part is linked in rotation to the fan by cooperation of shapes.
  • the hub 413 may comprise a cup, advantageously made of steel, provided with a rim of transverse orientation extended at its external periphery by an annular portion of axial orientation carrying the target by fixing. In the embodiment of FIGS.
  • the hub 413 is linked in rotation to the rotor by means of the collector 12 carrying the rings 11.
  • This collector is better visible in FIG. 8 of document FR A 2 710 200 to which see for more details. It comprises a tubular body 121 force fitted onto the rear end of the shaft 1, and a ring 122 centered on the shaft 1 and integral with the body 121.
  • the body 121 carries the rings 11.
  • the body 121 and the ring 122 are mutually separated, so that the body 121 is arranged outside the rear bearing 32 and the ring 122 inside the rear bearing 32, between the ball bearing 35 and the rotor 2, as shown see it in figure 1.
  • the ring 122 carries elements 123 for electrical connection of the ends of the winding 22 of the rotor 2, these elements projecting radially outwards at from the ring 122. These elements 123 are electrically connected to the rings 11.
  • the ring 122 also carries reliefs, for example projecting radially outwards, the hub 413 of the annular target 41 being linked in rotation to the 'ring 122 by shape cooperation with these reliefs.
  • the sensors 42 are fixedly mounted on the rear bearing 32, inside the stator 3. These sensors are mounted on a sensor holder disposed on the side of the rear bearing opposite to the rotor as described below. Under the effect of the rotation of the target 41 together with the shaft 1, the magnetic field received by each sensor 42 varies.
  • the electronic management device is of the type described in document FR A 2 745 444, and comprises a converter transforming the alternating current produced by the stator 3 into direct current, control means receiving the information from the sensors 42, and means for regulating the excitation current of the rotor 2.
  • These regulation means are connected by a wire connection to a brush-carrying device, not shown, comprising brushes in contact with the rings 11 carried by the shaft 1.
  • the target 41 comprises a magnetic part annular 411 and reinforcing means 412 enveloping the magnetic part 411 on a radially outer side.
  • the central hub 413 of the target 41 comprises a metallic core 43 in the form of a cup, and a drive part 44 of plastic material overmolded on the metallic core 43.
  • the metal core 43 has a central plate 431 in the form of a disc extending in a plane perpendicular to the axis XX ', an edge 432 drawn backwards carried by a radially outer side of the central plate 431, and a flange 433 extending the edge
  • the plate 431 is pierced centrally with an orifice receiving the rotary shaft 1, and is pierced in a peripheral zone with several other orifices allowing the passage of the electrical conductors connecting the connection elements 123 to the rings 11.
  • the magnetic part 411 is rigidly fixed on a radially outer face of the raised edge 432.
  • the drive part 44 is overmolded on the metal core 43 and forms on a front side of the plate 431 of the reliefs cooperating with the reliefs of the ring 122 in order to link in rotation the manifold 12 and the annular target 41. It will be noted, as shown in FIGS.
  • the fixing part 44 forms a second flange 441 parallel to the rim 433, of the same radial width as the latter, extending substantially in the plane of the plate 431, and slightly projecting outwardly relative to the latter.
  • the magnetic part 411 comprises a radially inner part extending between the two flanges
  • This magnetic part 411 is of substantially rectangular radial section, and has a radially external surface 414 substantially cylindrical, coaxial with the shaft 1.
  • the magnetic part 411 is a plastomagnet, made up of magnetic particles dispersed in a plastic matrix.
  • the radially outer surface 414 is coated by the reinforcement means 412, these forming a cylinder enveloping the annular magnetic part 411 over the entire circumference of this part.
  • the reinforcement means can be mounted on the magnetic part of the target of FIG. 1, this magnetic part being advantageously magnetized in the end.
  • the reinforcing means 412 form a thin layer 415 surrounding the magnetic part 411 on a radially outer side, this layer being pressed against the outer surface 414.
  • the thin layer 415 has a cylindrical shape corresponding to that of the outer surface 414 and completely covers it. Its radial thickness is small relative to that of the annular magnetic part so that the overall dimensions of the machine are not generally modified.
  • the thin layer 415 is full, as illustrated in FIGS. 5 and 6.
  • the thin layer 415 has openings 416, as shown in FIGS. 2 to 4. These openings 416 are small relative to the axial width of the thin layer and its diameter.
  • the thin layer 415 is pierced with a large number of openings 416, distributed regularly over its entire surface, axially and circumferentially.
  • the thin layer can be made up of a network of braces defining square openings 416, as can be seen in FIG. 4. These braces form a regular mesh, and each have a width substantially equal to half the side. with a square opening. The width of a spider is considered perpendicular to its longitudinal direction.
  • These braces extend obliquely to the axial edge of the thin layer 415, substantially at 45 °, and constitute two series. The braces of the same series are mutually parallel and are perpendicular to those of the other series.
  • the openings 416 may also have other shapes, in diamond, round, rectangular, elliptical, triangular or other.
  • the magnetic part 411 fills the openings 416 with the thin layer 415, so that it is flush on a radially outer side of the thin layer through the openings 416.
  • the material of the magnetic part 411 which fills the openings 416 therefore fits perfectly into the cylindrical surface formed by the outer side of the thin layer.
  • the reinforcement means 412 are made of a non-magnetic material. More specifically, they typically consist of aluminum and / or austenitic steel and / or plastic and / or a woven or non-woven textile material, for example felt.
  • the plastic material may or may not include reinforcements, for example glass fibers.
  • the reinforcement means 412 can be made integral with the annular magnetic part 411 in several different ways.
  • the reinforcement means 412 can be hooped around the annular magnetic part 411, as shown in FIGS. 5 and 6.
  • the reinforcement means 412 comprise in addition to the thin cylindrical layer 415 coaxial with the shaft 1, an annular wing 417 extending perpendicular to the shaft 1.
  • This wing 417 is integral with an axial side of the thin cylindrical layer 4 15 and extends radially inwards from this one.
  • the wing 417 is pressed against an axial face of the magnetic part 411.
  • the internal diameter of the thin layer 415 is chosen to be slightly smaller than the external diameter of the magnetic part, the difference being chosen so as to obtain a good adjustment of the reinforcement means on the outer surface 414 of the magnetic part 411.
  • the reinforcement means 412 can also be force-fitted around the annular magnetic part 411.
  • the reinforcement means 412 can also be glued around the annular magnetic part 411, on the outer face 414.
  • the reinforcement means can consist of an adhesive tape, coated with glue on a large face intended to be affixed on the outer face 414.
  • the reinforcement means 412 can also be magnetoformed around the annular magnetic part 411. In this case they are made of a suitable metallic material
  • the means reinforcement ens 412 can be thermoformed around the annular magnetic part 411.
  • the annular magnetic part 411 is overmolded in the reinforcement means 412. This is made possible by the fact that this magnetic part 411 is a plastomagnet. This method makes it easy to obtain that the material constituting the magnetic part 411 fills the openings 416 of the reinforcement means 412. Furthermore, it is particularly suitable for the reinforcement means 412 made of fibrous materials, for example woven or non-woven textiles, because the natural porosity of these materials facilitates their mechanical attachment to the plastic matrix of the magnetic part 411 during overmolding. In yet another embodiment, the reinforcement means 412 are made of a plastic material and are molded around the annular magnetic part 411.
  • the sensors 42 are mounted on a support 421.
  • This support 421 comprises a main part 422 fixed, preferably with angular adjustment, in a rigid variant, on the rear bearing 32, on a side external to the stator 3 that is to say to the rotor 2, and three fingers 423 extending axially forwards from said main part and penetrating into the stator by openings in the rear bearing 32.
  • the sensors 42 are rigidly fixed to free front ends of the fingers 423, and are arranged radially outside the annular target 41, facing the latter.
  • An air gap of determined thickness separates the sensors 42 on the radially outer side of the thin layer 415 from the reinforcement means 412.
  • the fingers 423 are connected together to form a single sector passing through a wider opening of the rear bearing.
  • the radial thickness of the thin layer 415 is small relative to the air gap.
  • the reinforcing means 412 are perforated by openings 416, these openings being filled with the material of the magnetic part 411, is particularly advantageous.
  • the reinforcing means 412 constitute an armature for the annular magnetic part 411, allowing the latter to resist the centrifugal force created when the shaft 1 is driven at high speed. These reinforcing means significantly increase the mechanical resistance of the annular target to the centrifugal force. These reinforcing means are radially thin and compact. They do not significantly increase the distance between the magnetic part and the sensor.
  • the assembly of the reinforcement means on the annular magnetic part can be carried out simply and quickly, using methods such as fitting and shrinking. Furthermore, the magnetic target reinforcement mode adopted here makes it possible to position the sensors radially outside the target. This arrangement is favorable since the implantation of the sensors is relatively easier outside the target than radially inside the target, or axially behind the target, as is well understood when considering FIG. 1. D ' other alternative embodiments of the machine described above can be envisaged without departing from the scope of the invention.
  • the annular magnetic part may have a radial section which is not substantially rectangular.
  • the annular magnetic part may not be a plasto-magnet, but be made of a material whose matrix is metallic or mineral.
  • the reinforcement means 412 are perforated, the number of openings made in the thin layer and the size of these openings can vary very widely, provided that the mechanical strength of the annular target is sufficient.
  • the present invention is not limited to the embodiments described.
  • the rotor is in a variant of the type with salient poles around which excitation windings are wound.
  • the alternator is with salient poles, around which are wound excitation coils, and with permanent magnets integrated in the rotor as described for example in the document WO
  • the casing of the alternator may comprise more than two parts, for example three parts connected together for example by means of screws. These three parts comprise the two bearings arranged on either side of a central part internally carrying the stator assembly.
  • the structures can be inverted, the target holder being located between the bottom of the front bearing 31 with a hole for the passage of fingers 423 and the adjacent flange of the pole wheel 21. The sensor holder is then fixed on the face of the bearing 31 turned towards the opposite of the rotor.
  • the hub 413 can be glued to the fan.

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Abstract

L’invention concerne une machine électrique tournante polyphasée, apte à être utilisée dans un véhicule automobile à moteur à combustion interne d’une part comme générateur électrique et d’autre part comme moteur électrique pour le démarrage du moteur à combustion interne, comprenant un arbre rotatif, un rotor solidaire en rotation de l’arbre, un stator polyphasé fixe entourant le rotor, et des moyens magnétiques de suivi de la rotation du rotor, ces moyens comprenant une cible annulaire (41) entourant l’arbre et solidaire en rotation de cet arbre, et au moins un capteur fixe disposé à proximité de la cible (41) et coopérant avec celle-ci. Selon l’invention, la cible (41) comprend une partie magnétique annulaire (411) et des moyens de renfort (412) enveloppant la partie magnétique (411) d’un côté radialement extérieur.

Description

Machine électrique tournante polyphasée pour véhicule automobile Domaine de l'invention L'invention concerne en général les machines électriques tournantes polyphasées. Plus précisément, l'invention concerne une machine électrique tournante polyphasée, apte à être utilisée dans un véhicule automobile à moteur à combustion interne d'une part comme générateur électrique, et d'autre part comme moteur électrique notamment pour le démarrage du moteur à combustion interne du véhicule, comprenant un arbre rotatif, un rotor solidaire en rotation de l'arbre, un stator polyphasé fixe entourant le rotor, et des moyens magnétiques de suivi de la rotation du rotor, ces moyens comprenant une cible annulaire entourant l'arbre et solidaire en rotation de cet arbre, et au moins un capteur fixe disposé à proximité de la cible et coopérant avec celle-ci.
Etat de la technique
Des machines de ce type sont connues de l'art antérieur, et notamment de la demande de brevet FR 2 807 231, qui décrit des moyens magnétiques dont la cible est fixée à la poulie de la machine, celle-ci étant elle-même solidaire en rotation de l'arbre. Une telle machine réversible est appelée alteno-démarreur . Cette cible est entraînée en rotation à grande vitesse par l'arbre et subit un effort centrifuge important. Par ailleurs, elle est soumise à des cycles répétés d'accélération et de décélération, selon que le véhicule démarre ou ralentit . Ces sollicitations fatiguent mécaniquement la cible, et peuvent conduire à une rupture prématurée de celle-ci. Objet de l'invention
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de pallier le défaut mentionné ci-dessus. A cette fin, la machine de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que la cible comprend une partie magnétique annulaire et des moyens de renfort enveloppant la partie magnétique d'un côté radialement extérieur. Une telle solution est peu encombrante et permet de conserver la structure de la machine en sorte qu'elle est simple et économique. En outre on maîtrise bien l'entrefer entre la cible et le capteur. De plus le montage est aisé à l'arrière de la machine et on obtient une bonne précision de positionnement du capteur par rapport à la cible. Dans un mode de réalisation possible de l'invention, les moyens de renfort forment un cylindre enveloppant la partie magnétique annulaire sur toute la circonférence de cette partie. Avantageusement, les moyens de renfort sont constitués d'un matériau amagnétique pour un bon rebouclage du flux magnétique. De préférence, les moyens de renfort sont constitués d'aluminium et/ou d'acier austénitique et/ou de matière plastique et/ou d'une matière textile tissée ou intissée. Par ailleurs, les moyens de renfort peuvent être : - emmanchés à force autour de la partie magnétique annulaire, - frettés autour de la partie magnétique annulaire, - collés autour de la partie magnétique annulaire, magnétoformés autour de la partie magnétique annulaire, thermoformés autour de la partie magnétique annulaire, surmoulés autour de la partie magnétique annulaire. Alternativement, la partie magnétique annulaire peut être surmoulée dans les moyens de renfort. Avantageusement, la partie magnétique annulaire est un plastoaimant . Selon une autre caractéristique avantageuse, les moyens de renfort forment une couche mince plaquée sur la partie magnétique d'un côté radialement extérieur. Cette couche mince est par exemple réalisée sous la forme d'un feuillard ou d'un film La couche mince peut être pleine. Alternativement, la couche mince peut présenter des ouvertures . Dans ce cas, la partie magnétique peut remplir les ouvertures de la couche mince et peut affleurer d'un côté extérieur de la couche mince à travers les ouvertures. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, le capteur est disposé radialement à l'extérieur de la cible annulaire, en regard de celle-ci.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une machine électrique tournante polyphasée selon l' invention, - la figure 2 est une vue de côté d'une cible conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, la moitié droite de la cible étant représentée en coupe, les figures 3 et 4 sont des vues agrandies respectivement des détails III et IV de la figure 2, - la figure 5 est une vue équivalente à celle de la figure 3, pour un second mode de réalisation de 1' invention, et - la figure 6 est une vue éclatée correspondant à la figure 5.
Exemples de réalisation de l'invention
La machine électrique tournante représentée sur la figure 1 est un alternateur pour véhicule automobile fonctionnant de manière réversible. Un tel alternateur est appelé alterno-démarreur et comprend un arbre rotatif 1, un rotor à griffe 2 solidaire en rotation de l'arbre 1, un stator polyphasé 3 fixe entourant le rotor 2, et des moyens magnétiques 4 de suivi de la rotation du rotor 2. L'axe de l'arbre 1 définit l'axe de rotation X-X' de la machine électrique, ici du type polyphasé. Le rotor 2 est solidaire de l'arbre 1 et forme avec celui-ci un ensemble rotorique. Ce rotor 2 comprend deux roues polaires à griffes 21 et un bobinage 22 d'excitation disposé entre les roues polaires 21. Chaque roue polaire 21 comporte un flasque s' étendant sensiblement perpendiculairement à l'arbre 1, portant à sa périphérie externe des dents d'orientation axiale dirigées vers le flasque de l'autre roue polaire. Les dents sont décalées circonférentiellement d'une roue polaire à l'autre et s'interpénétrent. Elles présentent chacune une forme trapézoïdale. Les flasques sont percés chacun d'un alésage central recevant l'arbre 1, et sont solidarisés de cet arbre en rotation par des nervures coopérant avec des cannelures ménagées dans l'arbre 1. Lorsque le bobinage 22 est alimenté électriquement, les dents de l'une des roues polaires 21 définissent des pôles Nord, tandis que les dents de l'autre roue polaire 21 définissent des pôles Sud. Le stator 3 destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule, comprend quant à lui des paliers avant et arrière 31 et 32, qui sont refermés l'un sur l'autre et fixés l'un avec l'autre ici avec des tirants référencés en 33 sur la figure 1 pour former un carter, ainsi qu'un ensemble statorique 34 comprenant un corps de stator portant un jeu de bobinages statoriques. De manière connue, l'ensemble statorique 34 entoure le rotor 2 et comporte un corps sous la forme d'un paquet de tôles dans lequel sont ménagées une série d' encoches contenant des enroulements à raison d'au moins un enroulement par phase que comporte 1 ' alterno-démarreur ici du type triphasé . Les enroulements peuvent être du type à bobines séparées, à bobines enchevêtrées ou du type à barres par exemple en forme de U comme décrit dans le document WO 92/06527. Les paliers 31 et 32 de forme creuse sont ajourés pour la circulation de l'air à l'intérieur de la machine du type compact et à ventilation interne, le rotor 2 portant ici à chacune de ses extrémités axiales un ventilateur référencé 23 à la figure 1. En variante un seul ventilateur 23 est prévu. Chaque palier 31, 32, ici en aluminium, porte centralement un roulement à billes, référencé en 35 à la figure 1. Ces roulements supportent respectivement 1 ' extrémité avant et arrière de 1 ' arbre 1. Le roulement 35 associé au palier arrière 32 est de plus petite taille que celui associé au palier avant 31. L'arbre 1 se prolonge au-delà du palier avant 31, un organe de transmission de mouvement 5 sous la forme d'une poulie étant fixé sur l'arbre 1 à l'extérieur dudit palier et solidaire en rotation de l'arbre 1. Cette poulie est destinée à coopérer avec une courroie à rainures en V (non représentée) par laquelle le moteur thermique entraîne 1 • arbre 1 et 1 ' ensemble du rotor 2 lorsque la machine électrique fonctionne en mode générateur. Cette poulie et la courroie qui lui est associée permet également en sens inverse à la machine électrique d'entraîner le moteur thermique, lorsque ladite machine fonctionne en mode démarreur. La transmission de mouvement entre l'arbre 1 et le moteur thermique du véhicule en variante peut comporter des engrenages, au moins une chaîne des poulies à écartement variable et/ou au moins une courroie. Ainsi l'organe de transmission de mouvement 5 peut avoir de nombreuses configurations et consister en un engrenage, en une roue dentée, en une poulie etc. Les extrémités du bobinage 22 du rotor 2 sont reliées chacune par une liaison filaire à des bagues collectrices 11 portées par l'arbre 1. Les bobinages de l'ensemble statorique 34 sont quant à eux reliées par une liaison filaire à un dispositif électronique de gestion, non représenté, disposé à l'extérieur de la machine. Ici la machine est du type de celle décrite dans le document WO 01/69762 auquel on se reportera pour plus de précisions. Les moyens magnétiques 4 de suivi du rotor 2 comprennent une cible annulaire 41 entourant l'arbre 1 et solidaire en rotation de cet arbre 1, et au moins un capteur fixe 42 disposé à proximité de la cible 41 et coopérant avec celle-ci. Les moyens 4 comprennent typiquement trois capteurs 42, de type à effet Hall. La cible annulaire 41 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'arbre 1, est centrée sur l'arbre 1 et est disposée d'un côté axial arrière du rotor 2. La cible s'étend sensiblement autour du roulement arrière 35, à l'intérieur du stator 3. Elle est dans un mode de réalisation rigidement fixée au ventilateur arrière 23 métallique solidaire du rotor 2, comme visible par exemple à la figure 12 du document WO 01/69762 précité, le ventilateur étant conformé à son extrémité libre pour former une coupelle de support de la cible de forme annulaire. Cette coupelle comporte une portion d'orientation axiale prolongée vers l'extérieur par un rebord annulaire d'orientation transversale dirigé en direction opposée à l'axe X-X' . Le rebord transversal est moins haut que la cible. Ici la cible 41 comprend un moyeu central d'entraînement et/ou de fixation 413, lié en rotation au rotor soit de manière directe, par exemple par coopération de formes, soit de manière indirecte. Dans ce dernier cas, le moyeu 413 peut par exemple être lié au rotor via le ventilateur, comme dans les figures 1 à 6 du document WO 01/69762. Le moyeu 413 comporte alors une coupelle métallique du type précité, à portion d'orientation axiale et rebord annulaire d'orientation transversale. Cette pièce est liée en rotation au ventilateur par coopération de formes. En variante, le moyeu 413 peut comporter une coupelle, avantageusement en acier, dotée d'un rebord d'orientation transversale prolongée à sa périphérie externe par une portion annulaire d'orientation axiale portant à fixation la cible. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 6, le moyeu 413 est lié en rotation au rotor par l'intermédiaire du collecteur 12 portant les bagues 11. Ce collecteur est mieux visible à la figure 8 du document FR A 2 710 200 auquel on se reportera pour plus de précisions. Il comporte un corps 121 tubulaire emmanché à force sur l'extrémité arrière de l'arbre 1, et un anneau 122 centré sur l'arbre 1 et solidaire du corps 121. Le corps 121 porte les bagues 11. Le corps 121 et l'anneau 122 sont mutuellement écartés, de telle sorte que le corps 121 est disposé à l'extérieur du palier arrière 32 et l'anneau 122 à l'intérieur du palier arrière 32, entre le roulement à bille 35 et le rotor 2, comme on le voit sur la figure 1 . L'anneau 122 porte des éléments 123 de connexion électrique des extrémités du bobinage 22 du rotor 2, ces éléments faisant saillie radialement vers l'extérieur à partir de l'anneau 122. Ces éléments 123 sont reliés électriquement aux bagues 11. L'anneau 122 porte encore des reliefs, par exemple en saillie radialement vers l'extérieur, le moyeu 413 de la cible annulaire 41 étant lié en rotation à l'anneau 122 par coopération de forme avec ces reliefs. Les capteurs 42 sont montés fixes sur le palier arrière 32, à l'intérieur du stator 3. Ces capteurs sont montés sur un porte capteur disposé du côté du palier arrière opposé au rotor de manière décrite ci après. Sous l'effet de la rotation de la cible 41 conjointement avec l'arbre 1, le champ magnétique reçu par chaque capteur 42 varie. Ces capteurs 42 sont reliés au dispositif électronique de gestion, et transmettent à celui-ci des signaux fonction des champs magnétiques reçus, le dispositif de gestion traitant lesdits signaux pour en déduire la position angulaire du rotor 2. Le dispositif électronique de gestion est du type décrit dans le document FR A 2 745 444, et comprend un convertisseur transformant le courant alternatif produit par le stator 3 en courant continu, des moyens de commande recevant les informations des capteurs 42, et des moyens de régulation du courant d'excitation du rotor 2. Ces moyens de régulation sont reliés par une liaison filaire à un dispositif porte-balais, non représenté, comprenant des balais en contact avec les bagues 11 portées par l'arbre 1. Selon l'invention, la cible 41 comprend une partie magnétique annulaire 411 et des moyens de renfort 412 enveloppant la partie magnétique 411 d'un côté radialement extérieur. Comme on le voit à la figure 3, le moyeu central 413 de la cible 41 comprend une âme métallique 43 en forme de coupelle, et une partie d'entraînement 44 en matière plastique surmoulée sur l'âme métallique 43. L'âme métallique 43 présente un plateau central 431 en forme de disque s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X' , un bord 432 dressé vers l'arrière porté par un côté radialement extérieur du plateau central 431, et un rebord 433 prolongeant le bord
432 radialement vers l'extérieur à partir d'un côté opposé au plateau 431. Le plateau 431 est percé centralement d'un orifice recevant l'arbre rotatif 1, et est percé dans une zone périphérique de plusieurs autres orifices permettant de laisser passer les conducteurs électriques reliant les éléments de connexion 123 aux bagues 11. La partie magnétique 411 est rigidement fixée sur une face radialement extérieure du bord dressé 432. La partie d'entraînement 44 est surmoulée sur l'âme métallique 43 et forme d'un côté avant du plateau 431 des reliefs coopérant avec les reliefs de l'anneau 122 pour lier en rotation le collecteur 12 et la cible annulaire 41. On notera, comme le montrent les figures 2 et 3, que la partie de fixation 44 forme un second rebord 441 parallèle au rebord 433, de même largeur radiale que celui-ci, s' étendant sensiblement dans le plan du plateau 431, et légèrement en saillie vers l'extérieur par rapport à celui-ci. La partie magnétique 411 comprend une partie radialement intérieure s'étendant entre les deux rebords
433 et 441, prolongée par une partie radialement extérieure s'étendant radialement au-delà des deux rebords 433 et 441. Cette partie magnétique 411 est de section radiale sensiblement rectangulaire, et présente une surface radialement extérieure 414 sensiblement cylindrique, coaxiale à 1 ' arbre 1. La partie magnétique 411 est un plastoaimant, constitué de particules magnétiques dispersées dans une matrice en matière plastique. La surface radialement extérieure 414 est revêtue par les moyens de renfort 412, ceux-ci formant un cylindre enveloppant la partie magnétique annulaire 411 sur toute la circonférence de cette partie. Bien entendu les moyens de renforts peuvent être montés sur la partie magnétique de la cible de la figure 1, cette partie magnétique étant avantageusement aimantée en final . Comme on le voit sur les figures 2 à 6, les moyens de renfort 412 forment une couche mince 415 entourant de la partie magnétique 411 d'un côté radialement extérieur, cette couche étant plaquée contre la surface extérieure 414. La couche mince 415 présente une forme cylindrique correspondante à celle de la surface extérieure 414 et la recouvre en totalité. Son épaisseur radiale est faible relativement à celle de la partie magnétique annulaire en sorte que l'encombrement de la machine n'est globalement pas modifié. Dans une variante de réalisation, la couche mince 415 est pleine, comme illustré sur les figures 5 et 6. Dans une autre variante de réalisation, la couche mince 415 présente des ouvertures 416, comme le montrent les figures 2 à 4. Ces ouvertures 416 sont de petites tailles relativement à la largeur axiale de la couche mince et à son diamètre. La couche mince 415 est percée d'un grand nombre d'ouvertures 416, réparties régulièrement sur toute sa surface, axialement et circonférentiellement . A cet effet, la couche mince peut être constituée d'un réseau de croisillons définissant des ouvertures 416 carrées, comme on le voit sur la figure 4. Ces croisillons forment une maille régulière, et présentent chacun une largeur sensiblement égale à la moitié du côté d'une ouverture carrée. La largeur d'un croisillon est considérée perpendiculairement à sa direction longitudinale . Ces croisillons s'étendent en oblique par rapport au bord axial de la couche mince 415, sensiblement à 45°, et constituent deux séries. Les croisillons d'une même série sont mutuellement parallèles et sont perpendiculaires à ceux de l' autre série. Les ouvertures 416 peuvent également présenter d'autres formes, en losange, rondes, rectangulaires, elliptiques, triangulaires ou autres. Dans ce cas, comme le montre la figure 3, la partie magnétique 411 remplit les ouvertures 416 de la couche mince 415, de telle sorte qu'elle affleure d'un côté radialement extérieur de la couche mince à travers les ouvertures 416. La matière de la partie magnétique 411 qui remplit les ouvertures 416 s'inscrit donc parfaitement dans la surface cylindrique formée par le côté extérieur de la couche mince. Par ailleurs, les moyens de renfort 412 sont constitués d'un matériau amagnétique. Plus précisément, ils sont typiquement constitués d'aluminium et/ou d'acier austénitique et/ou de matière plastique et/ou d'une matière textile tissée ou intissée, par exemple de feutre. La matière plastique peut comprendre ou non des renforts, par exemple de fibres de verre. Les moyens de renfort 412 peuvent être rendus solidaires de la partie magnétique annulaire 411 de plusieurs façons différentes. Les moyens de renfort 412 peuvent être frettés autour de la partie magnétique annulaire 411, comme représenté sur les figures 5 et 6. Dans ce cas, les moyens de renfort 412 comprennent en plus de la couche mince 415 cylindrique coaxiale à l'arbre 1, une aile annulaire 417 s' étendant perpendiculairement à l'arbre 1. Cette aile 417 est solidaire d'un côté axial de la couche mince cylindrique 415 et s'étende radialement vers l'intérieur à partir de celui-ci. L'aile 417 vient se plaquer contre une face axiale de la partie magnétique 411. On notera que le diamètre intérieur de la couche mince 415 est choisi légèrement inférieur au diamètre extérieur de la partie magnétique, la différence étant choisie de façon à obtenir un bon ajustement des moyens de renfort sur la surface extérieure 414 de la partie magnétique 411. Les moyens de renfort 412 peuvent être également emmanchés à force autour de la partie magnétique annulaire 411. Les moyens de renfort 412 peuvent encore être collés autour de la partie magnétique annulaire 411, sur la face extérieure 414. Dans ce cas, les moyens de renforts peuvent être constitués d'un ruban adhésif, enduit de colle sur une grande face destinée à être apposée sur la face extérieure 414. Les moyens de renfort 412 peuvent également être magnétoformés autour de la partie magnétique annulaire 411. Ils sont dans ce cas constitués d'un matériau métallique adapté Enfin, les moyens de renfort 412 peuvent être thermoformés autour de la partie magnétique annulaire 411. Ils sont dans ce cas constitués d'une matière plastique adaptée. Dans un mode de réalisation représenté sur les figures 2 à 4, la partie magnétique annulaire 411 est surmoulée dans les moyens de renfort 412. Ceci est rendu possible du fait que cette partie magnétique 411 est un plastoaimant. Cette méthode permet d'obtenir facilement que la matière constituant la partie magnétique 411 remplisse les ouvertures 416 des moyens de renfort 412. Par ailleurs, elle est particulièrement adaptée aux moyens de renfort 412 constitués de matériaux fibreux, par exemple les textiles tissés ou intissés, car la porosité naturelle de ces matériaux facilite leur accrochage mécanique sur la matrice plastique de la partie magnétique 411 lors du surmoulage. Dans encore un autre mode de réalisation, les moyens de renfort 412 sont constitués d'une matière plastique et sont surmoulés autour de la partie magnétique annulaire 411. Ils peuvent alors couvrir seulement la surface extérieure 414 de la partie magnétique 411, ou couvrir en plus les faces axiales de ladite partie, partiellement ou en totalité. On voit sur la figure 1 que les capteurs 42 sont montés sur un support 421. Ce support 421 comprend une partie principale 422 fixée, de préférence à réglage angulaire en variante rigidement, sur le palier arrière 32, d'un côté extérieur au stator 3 c'est-à-dire au rotor 2, et trois doigts 423 s'étendant axialement vers l'avant à partir de ladite partie principale et pénétrant dans le stator par des ouvertures du palier arrière 32. Les capteurs 42 sont rigidement fixés à des extrémités libres avant des doigts 423, et sont disposés radialement à l'extérieur de la cible annulaire 41, en regard de celle- ci. Un entrefer d'épaisseur déterminé sépare les capteurs 42 du côté radialement extérieur de la couche mince 415 des moyens de renfort 412. En variante les doigts 423 sont reliés entre eux pour former un unique secteur traversant une ouverture plus large du palier arrière. Pour plus de précision on se reportera au document WO 01/69762, décrivant également des oreilles à trou de forme oblongue permettant un réglage angulaire du support 421 et un blocage de celui-ci à l'aide d'écrous de goujons ancrés dans le palier 32 On notera que l'épaisseur radiale de la couche mince 415 est faible relativement à l'entrefer. Dans ce contexte, on comprend que la variante de réalisation dans laquelle les moyens de renforts 412 sont ajourés par des ouvertures 416, ces ouvertures étant rempli par la matière de la partie magnétique 411, est particulièrement avantageuse. Dans ce cas, en effet, l'écartement entre la partie magnétique 411 et les capteur 42 au niveau des ouvertures 416 correspond à l'entrefer. Quand la couche mince 415 est pleine, l'écartement entre la partie magnétique 411 et les capteurs 42 correspond à l'entrefer augmenté de l'épaisseur de ladite couche mince. On comprend donc bien que la machine décrite ci- dessus présente de multiples avantages. Les moyens de renfort 412 constituent une armature pour la partie magnétique annulaire 411, permettant à celle-ci de résister à la force centrifuge créée quand l'arbre 1 est entraîné à grande vitesse. Ces moyens de renfort augmentent de façon importante la résistance mécanique de la cible annulaire à la force centrifuge. Ces moyens de renfort sont minces radialement et peu encombrants. Ils n'augmentent pas de façon importante l'écartement entre la partie magnétique et le capteur. Dans le cas où la couche mince présente des ouvertures, cet écartement n'est pas augmenté. La qualité du signal produit par les capteurs est préservée dans tous les cas. L'assemblage des moyens de renfort sur la partie magnétique annulaire peut être effectué simplement et rapidement, en utilisant des méthodes comme l' emmanchement et le frettage . Par ailleurs, le mode de renforcement de la cible magnétique adopté ici permet de positionner les capteurs radialement à l'extérieur de la cible. Cette disposition est favorable car l'implantation des capteurs est relativement plus facile à l'extérieur de la cible que radialement à l'intérieur de la cible, ou axialement derrière la cible, comme on le comprend bien en considérant la figure 1. D'autres variantes de réalisation de la machine décrite ci-dessus peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. La partie magnétique annulaire peut présenter une section radiale qui n'est par sensiblement rectangulaire. Cette section peut être carrée, ronde, elliptique ou présenter toute autre forme adaptée en fonction du capteur associé. La partie magnétique annulaire peut ne pas être un plastoaimant, mais être constitué d'un matériau dont la matrice est métallique ou minérale. Dans le cas où les moyens de renfort 412 sont ajourés, le nombre d'ouvertures ménagées dans la couche mince et la taille de ces ouvertures peut varier très largement, sous réserve que la résistance mécanique de la cible annulaire soit suffisante. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Ainsi le rotor est en variante du type à pôles saillants autour desquels sont enroulés des bobinages d'excitation. En variantes l'alternateur est à pôles saillants , autour desquels sont enroulés des bobinages d' excitation, et à aimants permanents intégrés dans le rotor comme décrit par exemple dans le document WO
02/054566 auquel on se reportera pour plus de précisions. Le carter de 1 ' alternateur peut comporter plus de deux parties, par exemple trois parties reliées ensembles par exemple à l'aide de vis. Ces trois parties comportent les deux paliers disposés de part et d'autre d'une partie centrale portant intérieurement l'ensemble statorique. En variante on peut inverser les structures le porte cible étant implanté entre le fond du palier avant 31 troué pour passage des doigts 423 et le flasque adjacent de la roue polaire 21. Le porte capteur est alors fixé sur la face du palier 31 tournée à l'opposé du rotor. En variante, le moyeu 413 peut être collé sur le ventilateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine électrique tournante polyphasée, apte à être utilisée dans un véhicule automobile à moteur à combustion interne d'une part comme générateur électrique et d'autre part comme moteur électrique pour le démarrage du moteur à combustion interne, comprenant un arbre rotatif (1) , un rotor (2) solidaire en rotation de l'arbre (1), un stator polyphasé (3) fixe entourant le rotor (2) , et des moyens magnétiques (4) de suivi de la rotation du rotor (2) , ces moyens (4) comprenant une cible annulaire (41) entourant l'arbre (1) et solidaire en rotation de cet arbre (1) , et au moins un capteur fixe (42) disposé à proximité de la cible (41) et coopérant avec celle-ci , caractérisée en ce que la cible (41) comprend une partie magnétique annulaire (411) et des moyens de renfort (412) enveloppant la partie magnétique (411) d'un côté radialement extérieur. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) forment un cylindre enveloppant la partie magnétique annulaire (411) sur toute la circonférence de cette partie. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont constitués d'un matériau amagnétique. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont constitués d'aluminium et/ou d'acier austénitique et/ou de matière plastique et/ou d'une matière textile tissée ou intissée. 5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont emmanchés à force autour de la partie magnétique annulaire (411) . 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont frettés autour de la partie magnétique annulaire (411) .
7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont collés autour de la partie magnétique annulaire (411) . 8. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont magnétoformes autour de la partie magnétique annulaire (411) . 9. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont thermoformés autour de la partie magnétique annulaire (411) . 10. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) sont surmoulés autour de la partie magnétique annulaire (411) . 11. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie magnétique annulaire (411) est surmoulée dans les moyens de renfort (412) . 12. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie magnétique annulaire (411) est un plastoaimant . 13. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) forment une couche mince (415) plaquée sur la partie magnétique (411) d'un côté radialement extérieur. 14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que la couche mince (415) est pleine. 15. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que la couche mince (415) présente des ouvertures (416) . 16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce que la partie magnétique (411) remplit les ouvertures (416) de la couche mince (415) . 17. Machine selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que la partie magnétique (411) affleure d'un côté extérieur de la couche mince (415) à travers les ouvertures (416) . 18. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort (412) enveloppent partiellement la partie magnétique.
19. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le capteur (42) est disposé radialement à l'extérieur de la cible annulaire (41), en regard de celle-ci.
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