FR2660123A1 - ALTERNATOR WITH PERMANENT MAGNET ROTOR, PARTICULARLY FOR MOTOR VEHICLE. - Google Patents
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Abstract
Alternateur, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter (11) dans lequel sont disposés un ensemble stator (12) et un ensemble rotor (13), l'ensemble rotor (13) comprenant un moyeu central (20) rendu solidaire en rotation d'un arbre d'entraînement (14), ledit moyeu central (20) étant relié par des jambages (23) à une jante circulaire (22) à la périphérie extérieure de laquelle sont disposés des aimants permanents (27) sur une couronne (26), caractérisé en ce que le rotor (13) constitue des moyens de ventilation axiale et des moyens de ventilation radiale.Alternator, in particular for a motor vehicle, comprising a housing (11) in which are arranged a stator assembly (12) and a rotor assembly (13), the rotor assembly (13) comprising a central hub (20) made integral in rotation d 'a drive shaft (14), said central hub (20) being connected by legs (23) to a circular rim (22) at the outer periphery of which are disposed permanent magnets (27) on a ring (26) ), characterized in that the rotor (13) constitutes axial ventilation means and radial ventilation means.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale les alternateurs,The present invention relates generally to alternators,
notamment pour véhicules automobiles et plus particulièrement les alternateurs dans lesquels le flux magnétique d'excitation est produit par des aimants permanents montés dans le rotor. Ce type particulier d'alternateurs présente de nombreux avantages En effet, bien que leur stator soit de forme classique, leur structure générale est simplifiée et ils présentent une grande robustesse de in particular for motor vehicles and more particularly alternators in which the magnetic excitation flux is produced by permanent magnets mounted in the rotor. This particular type of alternator has many advantages Indeed, although their stator is of conventional shape, their general structure is simplified and they have a great robustness of
fonctionnement.operation.
De plus, pour une puissance délivrée identique, leur encombrement axial est beaucoup plus faible que celui d'un alternateur classique, ce qui facilite leur In addition, for an identical delivered power, their axial size is much smaller than that of a conventional alternator, which facilitates their
implantation dans le capot moteur.installation in the engine hood.
Cependant, de tels appareils ont besoin d'être refroidis en cours de fonctionnement de manière à ce qu'ils restent à une température limitée leur permettant However, such devices need to be cooled during operation so that they remain at a limited temperature allowing them
d'assurer un rendement optimal.to ensure optimal performance.
Ce refroidissement est obtenu en général par une ventilation forcée à travers l'appareil à refroidir au This cooling is generally obtained by forced ventilation through the device to be cooled at
moyen d'une roue de ventilateur.by means of a fan wheel.
Cette roue de ventilateur est en général disposée à l'extérieur de l'appareil, quelquefois à l'intérieur du carter dans lequel est implanté l'ensemble électrique de This fan wheel is generally placed outside the device, sometimes inside the casing in which the electrical assembly of the
l'alternateur.the alternator.
Dans tous les cas, la présence d'une telle roue de ventilateur augmente l'encombrement axial de l'ensemble de l'alternateur d'une manière telle qu'elle peut annuler les avantages inhérents à l'utilisation In all cases, the presence of such a fan wheel increases the axial size of the entire alternator in such a way that it can cancel out the advantages inherent in use.
d'aimants permanents.permanent magnets.
La présente invention résoud ces problèmes, et propose à cet effet un alternateur, notamment pour véhicules automobiles, comprenant un carter dans lequel sont disposés un ensemble stator et un ensemble rotor, l'ensemble rotor comportant un moyeu central rendu solidaire en rotation d'un arbre d'entraînement, ledit moyeu central étant relié par des jambages à une jante circulaire à la périphérie extérieure de laquelle sont disposés des aimants permanents sur une couronne, caractérisé en ce que le rotor constitue des moyens de ventilation axiale et des moyens de ventilation radiale. Les moyens de ventilation axiale sont constitués par les jambages qui présentent une section oblongue, dite en aile d'avion, dont l'axe est incliné par rapport à l'horizontale et forment ainsi des pales de The present invention solves these problems, and proposes for this purpose an alternator, in particular for motor vehicles, comprising a casing in which are arranged a stator assembly and a rotor assembly, the rotor assembly comprising a central hub made integral in rotation with a drive shaft, said central hub being connected by legs to a circular rim at the outer periphery of which are arranged permanent magnets on a crown, characterized in that the rotor constitutes means of axial ventilation and means of radial ventilation . The axial ventilation means consist of the legs which have an oblong section, called an airplane wing, the axis of which is inclined relative to the horizontal and thus form blades of
ventilation.ventilation.
Les moyens de ventilation radiale sont constitués d'aubes ménagées de matière à la périphérie de la jante The radial ventilation means consist of blades formed of material at the periphery of the rim
circulaire du rotor.rotor rotor.
Ainsi, le rotor suivant l'invention comprend tous les moyens de ventilation nécessaires à un rendement optimum d'un alternateur du type précité sans augmenter Thus, the rotor according to the invention comprises all the ventilation means necessary for optimum efficiency of an alternator of the aforementioned type without increasing
son encombrement axial.its axial size.
La description qui va suivre en regard des The following description next to
dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention accompanying drawings will better understand how the invention
peut être réalisée.can be done.
la figure 1 est une vue en coupe d'un alternateur équipé suivant l'invention; la figure 2 est une vue d'un rotor Figure 1 is a sectional view of an alternator equipped according to the invention; Figure 2 is a view of a rotor
d'alternateur suivant la flèche F de la figure 1. alternator according to arrow F in Figure 1.
L'alternateur représenté en coupe à la figure 1 comporte un carter il réalisé de manière classique par moulage, un stator 12 et un rotor 13 tournant à The alternator shown in section in FIG. 1 comprises a casing 11 produced in a conventional manner by molding, a stator 12 and a rotor 13 rotating at
l'intérieur du stator.inside the stator.
De manière connue en soi, l'ensemble rotor 13 est rendu solidaire d'un arbre 14 et l'ensemble ainsi constitué est supporté par des paliers 15,16 montés dans In a manner known per se, the rotor assembly 13 is made integral with a shaft 14 and the assembly thus formed is supported by bearings 15, 16 mounted in
le carter 11.the housing 11.
L'arbre 14 dépasse du palier 16 et du carter 11, de manière à pouvoir recevoir sur son extrémité une poulie 17 qui, par l'intermédiaire d'une courroie constitue l'accouplement à un dispositif moteur tel que The shaft 14 protrudes from the bearing 16 and from the casing 11, so as to be able to receive at its end a pulley 17 which, by means of a belt constitutes the coupling to a motor device such as
le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. the internal combustion engine of a motor vehicle.
Le carter 11 supporte un stator 12 qui peut être d'une construction feuilletée classique 18 avec un bobinage d'induit logé dans des encoches et dont les The casing 11 supports a stator 12 which can be of a conventional laminated construction 18 with an armature winding housed in notches and whose
parties extérieures sont représentées en 19. exterior parts are shown in 19.
Comme représenté sur la figure 2, le rotor 13 se présente sous la forme générale d'une roue réalisée par As shown in FIG. 2, the rotor 13 is in the general form of a wheel produced by
moulage en matériau tel que l'aluminium. molding in material such as aluminum.
Le rotor 13 comporte un moyeu central 20, dans lequel est ménagé un alésage cylindrique 21 au travers The rotor 13 has a central hub 20, in which a cylindrical bore 21 is formed through
duquel le rotor 13 est emmanché sur l'arbre 14. from which the rotor 13 is fitted on the shaft 14.
Le moyeu 20 du rotor 13 est relié à une jante The hub 20 of the rotor 13 is connected to a rim
circulaire 22 au moyen de jambages 23. circular 22 by means of jambs 23.
Ces jambages 23, au nombre de huit dans l'exemple représenté sont répartis angulairement, de manière These legs 23, eight in number in the example shown are distributed angularly, so
uniforme et leurs axes sont radiaux. uniform and their axes are radial.
Suivant un aspect de l'invention, lesdits jambages 23 constituent les moyens de ventilation axiale According to one aspect of the invention, said legs 23 constitute the means of axial ventilation
de l'alternateur.of the alternator.
A cet effet, ainsi qu'il est illustré en particulier en 24 sur la figure 1, leur section est de forme générale oblongue, dite en aile d'avion, et To this end, as illustrated in particular in 24 in FIG. 1, their section is generally oblong in shape, called an airplane wing, and
inclinée par rapport à un plan horizontal. inclined to a horizontal plane.
Ainsi qu'on le remarque l'inclinaison du jambage supérieur est inversée par rapport à celle du jambage inférieur. Ces dispositions particulières font que les jambages 23 constituent en quelque sorte les pales d'un ventilateur aspirant l'air extérieur par des ouies de As can be seen, the inclination of the upper jamb is reversed with respect to that of the lower jamb. These particular provisions mean that the legs 23 constitute, in a way, the blades of a ventilator which sucks in the outside air by
ventilation 30 ménagées dans le carter 11. ventilation 30 provided in the housing 11.
La jante circulaire 22 comporte sur toute sa périphérie extérieure un évidement 25 destiné à recevoir une couronne 26 réalisée en acier et fixée sur la jante The circular rim 22 has over its entire outer periphery a recess 25 intended to receive a crown 26 made of steel and fixed to the rim
circulaire 22 par exemple, par rivetage. circular 22 for example, by riveting.
A la surface extérieure de cette couronne 26 sont disposés des aimants permanents 27 pour établir le flux d'excitation nécessaire Les axes de ces aimants, parallèles à l'axe de rotation du rotor, sont uniformément répartis autour de l'axe 13. Les faces polaires des aimants permanents 27 successifs sont alternativement de pôles opposés, autrement dit une face polaire nord est encadrée par les On the outer surface of this ring 26 are arranged permanent magnets 27 to establish the necessary excitation flux The axes of these magnets, parallel to the axis of rotation of the rotor, are uniformly distributed around the axis 13. The faces polar successive permanent magnets 27 are alternately of opposite poles, in other words a north polar face is framed by the
faces polaires sud de deux aimants voisins. south polar faces of two neighboring magnets.
Suivant un autre aspect de l'invention, le rotor 13 comporte également des moyens de ventilation radiale destinés à refroidir en particulier les extrémités According to another aspect of the invention, the rotor 13 also includes radial ventilation means intended to cool the ends in particular.
extérieures 19 du bobinage d'induit du stator 12. 19 of the armature winding of the stator 12.
Ces moyens sont constitués d'aubes 28 ménagés de matière sur toute la périphérie de la jante circulaire 22 These means consist of blades 28 formed of material over the entire periphery of the circular rim 22
et situés au droit desdites extrémités extérieures 19. and located to the right of said outer ends 19.
Ces aubes 28, au nombre de dix-huit dans l'exemple représenté ont une section de forme générale rectangulaire comme illustré en 29 sur la figure 1 et sont répartis angulairement de manière uniforme ou non These vanes 28, of which there are eighteen in the example shown, have a generally rectangular cross section as illustrated at 29 in FIG. 1 and are angularly distributed uniformly or not.
sur la jante circulaire 22.on the circular rim 22.
On remarquera sur la figure 2 que, de manière avantageuse les aubes 28 ne sont pas radiales, l'axe de leur section présentant une inclinaison par rapport au It will be noted in FIG. 2 that, advantageously, the vanes 28 are not radial, the axis of their section having an inclination relative to the
rayon passant par son centre.ray passing through its center.
Cette disposition permet d'augmenter l'effet de brassage de l'air et donc d'améliorer le refroidissement de l'ensemble du stator 12, l'air circulant entre les ouies 30 et des ouvertures 31 prévues dans le carter 11 au droit des extrémités extérieures 19 du bobinage d'induit. Ainsi l'ensemble des moyens de refroidissement nécessaire à un bon rendement de l'ensemble alternateur sont entièrement incorporés au rotor 13, ce qui permet de réaliser l'ensemble d'une telle machine dans un This arrangement increases the effect of stirring the air and therefore improves the cooling of the entire stator 12, the air flowing between the louvers 30 and the openings 31 provided in the casing 11 in line with the outer ends 19 of the armature winding. Thus all the cooling means necessary for good efficiency of the alternator assembly are entirely incorporated into the rotor 13, which makes it possible to produce the assembly of such a machine in a
encombrement axial minimum.minimum axial dimensions.
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