FR2916313A1

FR2916313A1 - Alternateur de vehicule

Info

Publication number: FR2916313A1
Application number: FR0702415A
Authority: FR
Inventors: Shin Kusase; Akiya Shichijoh
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2008-11-21
Also published as: JP2007282420A; DE102007016558A1; CN101056028A; CN101056028B; US20070236098A1

Abstract

Un alternateur de véhicule du type tandem comporte des unités de génération de puissance électrique doubles. Chaque unité de génération comporte un noyau de rotor du type Lundel (21, 31) et une bobine de stator (24, 34). Les noyaux de rotor du type Lundel (21, 31) sont agencés suivant un agencement en tandem dans l'alternateur de véhicule. Chaque bobine de stator (24, 34) est composée de bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle. Une position centrale d'une partie de disque intérieure (212, 312) dans une paire de parties de disque (212, 212', 312, 312'), positionnée au niveau de la partie extérieure du noyau de rotor (21, 31), est positionnée à l'intérieur d'une largeur d'un noyau de fer d'armature en tant que noyau de stator (23, 33). Cette configuration agrandit l'intervalle entre les extrémités de bobine (214, 314) du côté intérieur en vis-à-vis dans les bobines de stator (24, 34) adjacentes au niveau de la partie intérieure dans la direction axiale, refroidit ces extrémités de bobine (214, 314) du côté intérieur et réduit l'inductance mutuelle générée entre les extrémités de bobine du côté (214, 314) intérieur. Cette caractéristique améliore la puissance de l'alternateur de véhicule et améliore la commande indépendante de chaque unité de génération.

Description

2916313 ALTERNATEUR DE VEHICULE

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un alternateur de véhicule ou à un générateur électrique à courant alternatif de véhicule présentant une capacité d'installation améliorée pour un véhicule. 2. Description de la technique apparentée En général, les véhicules sont conçus avec des compartiments moteur plus petits de manière à fournir un espace intérieur plus important. Il en résulte qu'il y a un espace de plus en plus petit disponible pour monter les alternateurs de véhicules à l'intérieur des compartiments moteur de véhicules. La demande de puissances de sortie de plus en plus élevées pour les alternateurs de véhicule est de plus en plus importante en raison des charges électriques accrues créées par les contrôleurs d'éléments de sécurité et plusieurs charges électriques. Un petit alternateur de véhicule à puissance élevée et à faible coût est très demandé. Il existe en outre une forte demande de fourniture de plusieurs tensions électriques dans un véhicule conformément à la diversification récente des dispositifs électriques en tant que charges électriques montées sur un véhicule. Une technique classique a été proposée, où deux alternateurs de véhicule différents sont montés à proximité d'un moteur. Cependant, il est difficile de monter les deux alternateurs de véhicule différents, en particulier des alternateurs de véhicule horizontaux devant être placés horizontalement, sur un espace proche du moteur du véhicule au vu de la tolérance de déformation provoquée par un accident. Devant la difficulté ci-dessus, une autre technique classique a été proposée dans laquelle une paire de générateurs de puissance électrique ou de générateurs de puissance électrique double, comprenant chacun un stator et un rotor sont placés suivant sa direction axiale dans un carter de l'alternateur de véhicule. L'alternateur de véhicule de ce type est appelé "machine rotative électrique du type tandem" ou "alternateur de véhicule du type tandem". Par exemple, la publication mise à la disposition du public de brevet japonais N JP S57-42 565 (1) a décrit un tel alternateur de véhicule du type tandem. 2 2916313 La publication mise à la disposition du public de brevet japonais (1) indique un alternateur de véhicule du type tandem équipé d'une paire de générateurs de puissance électrique placés le long de sa direction axiale dans le carter de l'alternateur 5 de véhicule. Chaque générateur de puissance électrique est composé principalement d'un stator et d'un rotor. Cependant, l'alternateur de véhicule du type tandem d'une telle configuration classique a pour problème de faire interagir l'alternateur de véhicule avec un tuyau d'échappement latéral et 10 un tuyau d'entrée monté à proximité de l'alternateur de véhicule du fait que l'alternateur de véhicule du type tandem présente une longueur efficace étendue dans sa direction longitudinale par comparaison à la taille d'un alternateur de véhicule ordinaire. Ainsi, il existe divers problèmes difficiles à 15 résoudre pour adapter l'alternateur de véhicule du type tandem à diverses applications. De manière à résoudre les problèmes classiques décrits ci-dessus, le demandeur, conformément à la présente invention, a proposé un alternateur de véhicule du type tandem équipé d'un 20 enroulement d'armature en tant que bobine de stator qui est composé principalement d'une pluralité de conducteurs électriques de segments en forme de U séquentiellement connectés (ensuite appelée "bobine de stator du type à jonction de segments séquentielle"). Dans la configuration de la bobine de 25 stator composée d'une pluralité de conducteurs électriques de segments en forme de U, une paire de parties de broche (ou une paire de parties d'extrémité) de chaque conducteur électrique de segment en forme de u sont insérées indépendamment à partir d'un côté d'une direction axiale dans une paire de fentes qui sont 30 séparées les unes des autres par un pas de pôle d'aimant. Une paire des extrémités de bobine de l'enroulement d'armature est formée par chaque partie de broche du conducteur électrique de segment en forme de U extrudée vers l'autre côté de la direction axiale. La bobine de stator du type à joncticn de segments 35 séquentielle de ce type est largement connue et décrite par les documents de brevets japonais suivants (2) à (4), par exemple. (2) brevet japonais N 3 118 837, (3) brevet japonais N 3 178 468, et (4) brevet japonais N 3 199 068, 3 2916313 La bobine de stator du type à jonction de segments séquentielle permet de réduire la longueur d'une extrémité de bobine dans la direction axiale par comparaison à la longueur d'une bobine de stator ordinaire. Par conséquent, l'application 5 de la bobine de stator du type à jonction de segments séquentielle à l'alternateur de véhicule du type tandem permet de réaliser un alternateur de véhicule d'une taille pratique dans la direction axiale du fait que la taille de l'alternateur de véhicule est déterminée par une longueur totale des deux 10 armatures placées en série suivant la direction axiale et l'alternateur de véhicule du type tandem permet d'obtenir deux fois l'effet de réduction de la longueur de l'extrémité de bobine par comparaison à l'alternateur de véhicule ordinaire. En d'autres termes, l'alternateur de véhicule du type tandem 15 classique bien connu présente une' longueur pratique dans la direction axiale pour la première fois lorsqu'il utilise uniquement la bobine de stator du type à jonction de segments séquentielle. Cependant, les demandeurs, conformément à la présente 20 invention, ont trouvé le problème suivant occasionné dans un alternateur de véhicule du type tandem adoptant la bobine de stator du type à jonction de segments séquentielle (appelé ensuite "alternateur de véhicule en tandem du type bobine à segments"). C'est-à-dire que la longueur d'un alternateur de 25 véhicule du type tandem dans la direction axiale de celui-ci est déterminée par la somme d'une longueur d'une paire d'armatures placées dans un agencement en tandem dans une direction axiale et d'une longueur d'une structure de rotor comprenant une paire d'enroulements de champ de Lundel placés suivant un agencement 30 en tandem dans sa direction axiale. C'est-à-dire que même si la longueur totale d'une paire d'armatures est réduite dans la direction axiale en utilisant les bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle, il est toujours difficile de réduire la longueur de l'alternateur de véhicule du type tandem 35 dans la direction axiale à moins que la longueur de la structure de rotor ne soit réduite dans la direction axiale. Dans la description ci-dessus, le rotor comprend un enroulement de champ de Lundel et une paire de roulements placés au niveau des deux extrémités de l'enroulement de champ. Des 40 ventilateurs de refroidissement sont en outre placés aux deux 4 2916313 extrémités de l'enroulement de champ de Lundel dans la direction axiale et les deux ventilateurs de refroidissement sont séparés de l'axe de l'enroulement de champ de Lundel par une même distance approchée. C'est-à-dire que même si la longueur totale 5 d'une paire d'armatures est réduite en utilisant les bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle, il est encore difficile de réduire la longueur totale de l'alternateur de véhicule du type tandem dans la direction axiale en raison de la difficulté de la réduction de la longueur de la structure de 10 rotor dans la direction axiale. L'alternateur de véhicule du type tandem classique implique en outre divers problèmes en raison de l'agencement proche d'une paire des armatures dans la direction axiale. Un premier problème est la difficulté à fournir de l'air de 15 refroidissement à une paire d'extrémités de bobine (également appelées "extrémités de bobine du côté intérieur") s'étendant et en face l'une de l'autre, à savoir, placées de façon proche entre une paire de noyaux de fer d'armature. Ceci provoque une augmentation de température des extrémités de bobine. C'est-à- 20 dire que dans un alternateur de véhicule ordinaire (ayant un seul noyau d'armature, pas dans un alternateur de véhicule du type tandem), le ventilateur de refroidissement refroidit de façon efficace l'extrémité de bobine des enroulements de stator du fait que les deux extrémités de bobine sont placées à 25 l'extérieur des ventilateurs de refroidissement de la structure de rotor dans le sens du rayon. Au contraire, dans l'alternateur de véhicule du type tandem classique, il est difficile de positionner des ventilateurs de refroidissement permettant de refroidir l'extrémité de bobine du côté intérieur placée au 30 niveau de la partie intérieure dans le sens du rayon et il est également difficile de fournir de l'air de refroidissement à l'extrémité de bobine du côté intérieur. Un second problème est qu'un courant alternatif triphasé est induit dans une première bobine d'armature enroulée sur une 35 paire des noyaux de fer d'armature par un courant alternatif triphasé circulant à travers l'autre bobine d'armature en raison d'une inductance générée entre les deux extrémités de bobine du côté intérieur dans une paire de stators qui sont placés à proximité l'un de l'autre. Ce courant alternatif triphasé induit dégrade la commande indépendante de chaque unité de génération de puissance électrique.

RESUME DE L'INVENTION

C'est un but de la présente invention de fournir un alternateur de véhicule amélioré présentant une longueur réduite dans sa direction axiale permettant de réduire l'augmentation de température des bobines d'armature enroulées autour d'une paire de noyaux de fer d'armature et permettant également d'exécuter de façon efficace la commande indépendante de chacune des unités de génération de puissance électrique.

Pour atteindre les buts ci-dessus, la présente invention fournit un alternateur de véhicule ayant une paire d'unités de génération de puissance électrique (ou générateurs électriques doubles) placées de façon adjacente le long de sa direction axiale suivant un agencement en tandem. Chaque unité de génération de puissance électrique présente une armature et un enroulement de champ du type Lundel. Chaque enroulement de champ du type Lundel forme un rotor du type tandem. Une paire des enroulements de champ du type Lundel est fixée à un même arbre rotatif de l'alternateur de véhicule.

Chaque enroulement de champ du type Lundel comporte une partie de bossage et une paire de parties de disque. La partie de bossage est composée d'un noyau de fer cylindrique fixé à l'arbre rotatif de l'alternateur de véhicule. L'enroulement de champ est enroulé sur une surface extérieure de la partie de bossage. Une paire des parties de disque sont en face l'une de l'autre et chaque partie de disque est composée d'un noyau de fer de plaque annulaire s'étendant à partir d'une extrémité de la partie de bossage vers une direction extérieure dans le sens du rayon. Un nombre pair de pôles à griffes se font face en alternance et s'étendent vers la direction axiale à partir d'une partie d'extrémité extérieure de chaque partie de disque dans le sens du rayon et forment en alternance un pôle nord et un pôle sud. L'armature présente un noyau de fer d'armature cylindrique fixé à un carter de l'alternateur de véhicule. Un enroulement d'armature est enroulé autour du noyau de fer d'armature cylindrique qui est placé à l'extérieur des pôles à griffes suivant le sens du rayon dans l'alternateur de véhicule. L'enroulement d'armature est composé de plusieurs conducteurs électriques en forme de U. Chaque conducteur est inséré à 6 2916313

travers un côté d'une paire de fentes agencées dans la direction axiale et ils sont séquentiellement connectés les uns aux autres. Dans l'alternateur de véhicule, une première partie de 5 disque dans une paire des parties de disque forme une partie de disque intérieur, et une position centrale de la partie de disque intérieure observée à partir de la direction axiale et placée à l'intérieur d'une largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de 10 fer d'armature cylindrique, et la partie de disque intérieure de chaque unité de génération de puissance électrique est placée à l'extérieur de l'axe du rotor du type tandem. La présente invention utilise la caractéristique d'un alternateur de véhicule du type tandem qui utilise plusieurs 15 bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle formant un noyau de fer d'armature en tant que noyau de stator qui présente une longueur plus courte de chaque extrémité de bobine par comparaison à une longueur de chaque extrémité de bobine dans un alternateur de véhicule ordinaire qui n'utilise 20 pas les bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle. Au vu de la caractéristique ci-dessus de bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle, chaque armature dans une paire des armatures est décalée vers l'extérieur dans la direction axiale jusqu'à la position de 25 chaque enroulement de champ du type Lundel correspondant. Il est ainsi possible de maintenir un intervalle important entre les extrémités de bobine, en vis-à-vis, dans une paire de noyaux de fer d'armature. En outre, du fait que la longueur axiale de l'alternateur de 30 véhicule est déterminée en général par la taille de toute la structure des rotors composée d'une paire d'enroulements de champ du type Lundel, l'utilisation des bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle permetd'empêcher l'augmentation de la longueur axiale totale des noyaux de fer 35 d'armature même si une paire des armatures sont séparées l'une de l'autre dans une position vers la direction axiale. Encore en outre, du fait qu'un intervalle important est obtenu entre les extrémités de bobine d'une paire des armatures en vis-à-vis dans la direction axiale, il est facile de 40 refroidir une paire des extrémités de bobine et= d'empêcher 7 2916313

l'interaction thermique entre ces extrémités de bobine dont la température devient élevée durant le fonctionnement. Encore en outre, du fait que l'amplitude d'une tension induite entre une paire des extrémités de bobine sous le couplage 5 électromagnétique peut être réduite, il est ainsi possible d'améliorer la possibilité de commande d'une paire des unités de génération de puissance électrique. Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel l'autre partie 10 de disque dans une paire des parties de disque est une partie de disque extérieur. Le centre de la partie de disque extérieure est placé dans la direction axiale à l'extérieur de la largeur du noyau de fer d'armature cylindrique, observé à partir de sa direction axiale, placé à l'intérieur de l'axe du rotor du type 15 tandem. Du fait que la partie de disque extérieure est décalée vers l'extérieur par rapport à la zone d'espace intérieure qui se trouve dans le sens du rayon du noyau de fer d'armature cylindrique, il est possible d'agrandir l'espace de positionnement pour la bobine de champ dans l'enroulement de 20 champ du type Lundel (rotor) et il est en outre possible de maintenir l'intervalle d'une longueur adéquate entre les deux extrémités de bobine dans une paire des armatures, en vis-à-vis de façon adjacente, à l'intérieur d'une paire des armatures dans la direction axiale. 25 Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel un aimant permanent est placé dans un intervalle dans le sens de la circonférence entre le pôle à griffes s'étendant à partir de la partie de disque intérieure et le pôle à griffes s'étendant à 30 partir de la partie de disque extérieure. L'aimant permanent est magnétisé de manière à améliorer la force magnétique du pôle à griffes. Cette configuration augmente la puissance de l'alternateur de véhicule. En vue d'une explication plus détaillée, dans une paire des 35 armatures qui est décalée dans la direction axiale, les pôles à griffes s'étendant à partir de la partie de disque extérieure et également placés à l'extérieur de la partie de disque intérieure dans le sens du rayon se chevauchent dans la direction axiale vers la partie de disque intérieure correspondante. Les pôles à 40 griffes s'étendant à partir de la partie de disque extérieure sont en face de la surface de la partie de disque intérieure en plus des pôles à griffes de la partie de disque intérieure adjacente à la partie de disque extérieure par un intervalle spécifié le long de la direction circonférentielle. Cette configuration provoque la fuite de flux magnétique et augmente également la valeur de la fuite de flux magnétique et diminue ainsi la puissance de l'alternateur de véhicule. De manière à éviter cet inconvénient, l'alternateur de véhicule ayant la configuration en tandem conforme à la présente invention incorpore les aimants permanents. Chaque aimant permanent est placé dans l'intervalle entre les pôles à griffes adjacents le long de la direction circonférentielle, et chaque aimant permanent est magnétisé dans un sens de manière à améliorer le champ magnétique de chaque pôle à griffes. Cette configuration des enroulements de champ du type Lundel permet de réduire la valeur de la fuite de flux magnétique et augmente ainsi la puissance de l'alternateur de véhicule.

On préfère que chaque aimant permanent se chevauche dans la direction axiale vers la partie de disque intérieure. Il est ainsi possible d'empêcher la fuite de flux magnétique générée entre la partie de disque intérieure et les pôles à griffes formés sur la partie de disque extérieure correspondante.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel une largeur d'une surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle au niveau d'une partie intérieure dans le sens du rayon du noyau de fer d'armature cylindrique est plus étroite que la largeur de l'aimant permanent suivant la direction circonférentielle. Cette configuration permet de réduire la valeur de la fuite de flux magnétique au niveau d'une dent avant où le flux magnétique circule en sortie à travers la partie de bout d'extrémité avant de la dent suivant le sens du rayon et d'augmenter ainsi la puissance de l'alternateur de véhicule par la valeur de la fuite de flux magnétique.

Conformément à un autre aspect de l'invention, __1 est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel chaque phase présente une pluralité de fentes dans le noyau de fer d'armature cylindrique. Cette configuration permet de réduire la résistance magnétique du circuit d'aimants du noyau de fer d'armature et de maintenir également la valeur de saturation du flux magnétique du noyau de fer d'armature du fait que le nombre des fentes par pôle et par phase est augmenté, en d'autres termes du fait que le nombre des dents par pôle et par phase est augmenté même si la surface de bout d'extrémité avant de chaque dent au niveau d'une partie intérieure dans le sens du rayon de l'armature est réduite. Il en résulte qu'il est possible d'empêcher la diminution de la puissance provoquée en augmentant la valeur de la résistance magnétique dans le circuit d'aimants du côté armature.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni un alternateur de véhicule dans lequel plusieurs rainures concaves en forme de ligne sont formées à un pas spécifié sur une surface circonférentielle extérieure de chaque pôle à griffes. Cette configuration permet de réduire la valeur d'un courant de Foucault généré au niveau de la surface de bout d'extrémité avant de chaque pôle à griffes au niveau d'une partie intérieure du sens du rayon. On préfère que la profondeur de chaque rainure concave en forme de ligne soit approximativement égale à la longueur d'intervalle entre le noyau de stator (en tant que noyau de fer d'armature) et les pôles à griffes. Cependant, il est également acceptable d'avoir la profondeur de chaque rainure concave en forme de ligne comprise dans une plage sauf si la circulation de flux magnétique de champ n'est pas arrêté. On préfère diminuer la largeur de chaque rainure concave en forme de ligne de façon aussi étroite que possible de manière à empêcher la quantité du flux magnétique circulant des pôles à griffes vers les dents. Il est également préféré de réduire le pas des rainures concaves en forme de ligne par rapport à la largeur des dents du noyau de stator suivant la direction circonférentielle. Ceci permet d'améliorer l'effet obtenu en étendant le trajet de circulation des courants de Foucault et d'obtenir l'augmentation de la puissance de l'alternateur de véhicule. C'est-à-dire qu'il est possible d'éviter de façon efficace la perte par courants de Foucault au niveau de la partie d'extrémité de bout avant des dents au niveau d'une partie intérieure dans le sens du rayon de l'armature, perte provoquée par les aimants permanents supplémentaires et par l'augmentation du nombre des dents. Il est ainsi possible d'empêcher l'augmentation de température des bobines de champ.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule ayant un enroulement de champ du type Lundel et une armature. Dans l'alternateur de véhicule, l'enroulement de champ du type Lundel comporte une partie de bossage, une paire de parties de disque et un nombre pair de pôles à griffes. La partie de bossage est composée d'un noyau de fer cylindrique fixé à un arbre rotatif de l'alternateur de véhicule. L'enroulement de champ est enroulé autour d'une surface extérieure de la partie de bossage. Une paire des parties de disque sont en vis-à-vis. Chaque partie de disque est composée d'un noyau de fer de plaque annulaire s'étendant à partir d'une extrémité de la partie de bossage vers l'extérieur dans le sens du rayon. Le nombre pair des pôles à griffes sont en vis-à-vis et s'étendent vers la direction axiale à partir d'une partie d'extrémité extérieure de chaque partie de disque placée dans le sens du rayon et forment en alternance un pôle nord et un pôle sud.

L'armature présente un noyau de fer d'armature cylindrique fixé à un carter de l'alternateur de véhicule. L'enroulement d'armature est enroulé autour du noyau de fer d'armature cylindrique et est placé à l'extérieur des pôles à griffes dans le sens du rayon.

L'enroulement de champ du type Lundel comporte en outre des aimants permanents magnétisés de manière à améliorer la force magnétique de chaque pôle à griffes. Chacun des aimants permanents est placé au niveau d'un intervalle entre les pôles à griffes adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle. Au moins l'une des paires de parties de disque forme une partie de disque intérieure. Une position centrale de la partie de disque intérieure observée à partir de la direction axiale est placée à l'intérieur de la largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de fer d'armature cylindrique.

La présente invention comporte une caractéristique améliorée suivant laquelle la position centrale d'au moins une partie de disque dans une paire des parties de disque du noyau de fer de champ du type Lundel dans la direction axiale est décalée vers la position intérieure de la surface d'extrémité du noyau de fer d'armature dans la direction axiale. Au contraire, dans un alternateur de véhicule du type Lundel classique, une position centrale de la partie de disque dans la direction axiale est placée à l'extérieur de la surface d'extrémité du noyau de fer d'armature dans la direction axiale. C'est la raison pour laquelle la partie de disque devient proche des pôles à griffes de l'autre partie de disque et que la fuite de flux magnétique est également augmentée, et il en résulte que la puissance de l'alternateur de véhicule est ainsi diminuée si la position centrale d'une partie de disque dans la direction axiale est placée à l'intérieur de la surface d'extrémité du noyau de fer d'armature dans la direction axiale.

Au contraire, conformément à la présente invention, chaque aimant permanent est placé dans l'intervalle entre les pôles à griffes adjacents en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle et chaque aimant permanent est magnétisé dans une direction de manière à améliorer le champ magnétique de chaque pôle à griffes. Cette configuration permet de réduire la longueur du noyau de fer de champ du type Lundel dans la direction axiale tout en empêchant la fuite du flux magnétique de champ des pôles à griffes dans la partie de disque intérieure même si les pôles à griffes sont placés à l'extérieur de la partie de disque dans le sens du rayon lorsque la position centrale de la partie de disque et du noyau de fer de champ du type Lundel est placée à l'intérieur du noyau de fer d'armature dans le sens du rayon.

En vue d'une explication plus détaillée, lorsque les pôles à griffes se chevauchent dans la direction axiale sur la partie de disque intérieure et sont positionnés à l'extérieur dans le sens du rayon de la partie de disque intérieure, les pôles à griffes s'étendant à partir de l'autre partie de disque (à savoir à partir de la partie de disque extérieure) sont en face de la surface de la partie de disque intérieure en plus des pôles à griffes de la partie de disque intérieure adjacente dans la direction circonférentielle séparés par un intervalle spécifié. Ceci provoque une fuite de flux magnétique importante et réduit ainsi la puissance de l'alternateur de véhicule par comparaison à un enroulement de champ du type Lundel ordinaire. Cet inconvénient peut être empêché et éliminé de façon spectaculaire en incorporant des aimants permanents entre les pôles à griffes dans la partie de disque intérieure et la partie de disque extérieure. On préfère positionner ces aimants permanents de sorte que chaque aimant permanent réalise un chevauchement dans la direction axiale sur la partie de disque intérieure. Il est ainsi possible de réduire de façon efficace la fuite de flux magnétique provoquée entre la partie de disque intérieure et les pôles à griffes de la partie de disque extérieure. Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel l'enroulement d'armature est composé de plusieurs conducteurs électriques en forme de U et chaque conducteur est inséré à travers un premier côté d'une paire de fentes agencées dans la direction axiale et séquentiellement connecté aux autres. Même si la longueur du noyau de fer de champ de type Lundel est réduite dans la direction axiale, l'effet pour réduire toute la longueur de l'alternateur de véhicule est limité lorsque la longueur de l'extrémité de bobine de l'armature est importante dans la direction axiale comme la longueur d'une extrémité de bobine d'un alternateur de véhicule classique. De manière à éviter cet inconvénient, la présente invention adopte l'extrémité de bobine d'une longueur plus courte dans la direction axiale composée de plusieurs conducteurs électriques en forme de U. Cette configuration permet de réaliser la réduction à la fois de la longueur du noyau de fer de champ de type Lundel dans la direction axiale et de la longueur de l'armature dans la direction axiale simultanément et il en résulte qu'il est possible de réduire toute la longueur de l'alternateur de véhicule dans la direction axiale. Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequelchaque aimant permanent est placé en s'étendant vers l'extérieur de la partie de disque intérieure dans le sens du rayon. Il est ainsi possible de réduire de façon efficace la fuite de flux magnétique entre la partie de disque intérieure et la partie de bout d'extrémité avant des pôles à griffes s'étendant vers la zone extérieure de la partie de disque intérieure dans le sens du rayon. Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni l'alternateur de véhicule dans lequel une position centrale de la partie de disque extérieure en tant qu'autre partie de disque dans une paire des parties de disque se trouve à l'intérieur de la largeur du noyau de fera d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de fer d'armature cylindrique. Il est ainsi possible d'augmenter deux fois ou plus l'effet de réduction du noyau de fer de champ du type Lundel dans la direction axiale.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est formé de sorte que la largeur d'une surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle à l'intérieur du noyau de fer d'armature cylindrique dans le sens du rayon est plus étroite que la largeur de l'aimant permanent suivant la direction circonférentielle. Cette configuration permet de réduire la valeur de la fuite de flux magnétique au niveau d'une dent avant où le flux magnétique circule en sortie à travers la partie de bout d'extrémité avant de la dent suivant le sens du rayon lorsque la surface d'extrémité de bout avant de chaque dent du noyau de fer d'armature au niveau d'une partie intérieure suivant le sens du rayon coupe la zone de positionnement des aimants permanents dans la direction circonférentielle, et d'augmenter ainsi la puissance de l'alternateur de véhicule par la valeur de la fuite de flux magnétique.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni un alternateur de véhicule dans lequel chaque phase présente une pluralité de fentes dans le noyau de fer d'armature cylindrique. Cette configuration permet de réduire la résistance magnétique du circuit d'aimants du noyau de fer d'armature et également de maintenir la valeur de saturation magnétique du noyau de fer d'armature du fait que le nombre de fentes par pôle et par phase, en d'autres termes le nombre de dents par pôle et par phase est augmenté, même dans le cas de la surface de bout d'extrémité avant de chaque dent au niveau d'une partie intérieure dans le sens du rayon de l'armature. Il en résulte qu'il est possible d'empêcher la diminution de la sortie provoquée par l'augmentation de la valeur de la résistance magnétique dans le circuit magnétique du côté armatu_~e.

Conformément à un autre aspect de la présente invention, il est fourni un alternateur de véhicule dans lequel plusieurs rainures concaves en forme de ligne sont formées à un pas spécifié sur une surface circonférentielle extérieure de chaque pôle à griffes. Cette configuration permet de réduire la valeur des courants de Foucault générés au niveau de la surface de bout 14 2916313

d'extrémité avant de chaque pôle à griffes au niveau d'une partie intérieure suivant le sens du rayon. On préfère que la profondeur de chaque rainure concave en forme de ligne présente une profondeur plus étroite que la longueur d'intervalle entre 5 le noyau de stator (en tant que noyau de fer d'armature) et les pôles à griffes. On préfère également former les rainures concaves en forme de ligne à un pas spécifié qui est inférieur à la largeur de la dent du noyau de stator dans la direction circonférentielle au niveau de la zone la plus à l'intérieur 10 dans le sens du rayon. Les rainures concaves en forme de ligne sont formées dans un sens de façon à étendre le trajet des courants de Foucault générés à la surface de chaque pôle à griffes conformément à la verticalement du flux magnétique des dents du noyau de fer d'armature. Ceci permet d'augmenter la 15 puissance de l'alternateur de véhicule. C'est-à-dire qu'il est possible d'empêcher de façon efficace la perte par courants de Foucault au niveau de la partie d'extrémité de bout avant des dents au niveau d'une partie intérieure dans le sens du rayon de l'armature, perte provoquée par les aimants permanents 20 supplémentaires et par l'augmentation du nombre des dents. Il est ainsi possible d'éviter l'augmentation de température des bobines de champ. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Un mode de réalisation préféré, non limitatif de la présente 25 invention sera décrit à titre d'exemple en faisant référence aux dessins en annexe, dans lesquels : La figure 1 est une vue en coupe représentant une configuration d'un alternateur de véhicule du type tandem équipé d'unités de génération de puissance électrique doubles placées 30 dans une direction axiale conformément au premier mode de réalisation de la présente invention, La figure 2 est une vue en coupe représentant principalement une unité de génération de puissance électrique dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la 35 figure 1, La figure 3 est une élévation étendue partielle d'un noyau de rotor de Lundel dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1, La figure 4A est une élévation étendue partielle d'un noyau de stator dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1,

La figure 4B est une élévation étendue partielle de l'autre 5 noyau de stator dans l'alternateur de véhicule tandem représenté sur la figure 1,

La figure 5A est une élévation étendue partielle d'un noyau de stator dans un exemple comparatif,

La figure 5B est une élévation étendue partielle de l'autre 10 noyau de stator dans l'exemple comparatif,

La figure 6A est une vue représentant un exemple modifié du noyau de stator dans l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1,

La figure 6B est une vue représentant un exemple modifié de 15 l'autre noyau de stator dans l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1,

La figure 7 est une vue représentant un exemple de rainures en forme de ligne formées sur la surface de chaque pôle à griffes dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté

20 sur la figure 1,

La figure 8 est une vue en coupe simplifiée de l'alternateur de véhicule équipé d'une seule unité de génération de puissance électrique conformément au second mode de réalisation de la présente invention, et

25 La figure 9 est une élévation étendue partielle d'un noyau de rotor de Lundel dans l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 8.

DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES

Ensuite, divers modes de réalisation de l'alternateur de

30 véhicule du type tandem utilisant une bobine de segment conforme à la présente invention seront décrits en faisant référence aux dessins en annexe. Dans la description qui suit des divers modes de réalisation, des caractères de référence ou bien des références numériques identiques désignent des parties

35 constitutives identiques ou équivalentes sur les différents schémas.

Premier mode de réalisation

(Configuration entière)

Une description sera fournie de la configuration et de 40 l'action de l'alternateur de véhicule du type tandem du type à 16 2916313

bobine de segment conforme au premier mode de réalisation en faisant référence à la figure 1. La figure 1 est une vue en coupe représentant une configuration d'un alternateur de véhicule du type tandem ayant des unités de génération de puissance électrique doubles placées dans une direction axiale conformément au premier mode de réalisation de la présente invention. L'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1 comporte un carter 1, une section de machine électrique rotative primaire 2, une section de machine électrique rotative secondaire 3, un arbre de rotor 4, une poulie 5, des roulements 6 et 7, un dispositif de circuit 8 composé de divers dispositifs tels qu'un redresseur et un régulateur, un ventilateur de refroidissement du côté avant 9 et un ventilateur de refroidissement du côté arrière 10. Le carter. 1 est composé d'un carter avant 11, d'un carter central 12 et d'un carter arrière 13. Les composants de carters 11, 12 et 13 du carter 1 sont fixés fermement ensemble par des boulons traversants (non représentés).

L'arbre de rotor 4 est supporté sur le carter 1 à travers les roulements 6 et 7. La poulie 5 est fixée à la partie d'extrémité avant de l'arbre de rotor 4 qui dépasse de la surface d'extrémité avant du carter 1. Le dispositif de circuit 8 comprenant le redresseur et le régulateur et autre est fixé à la partie circonférentielle extérieure du carter arrière 13. La machine électrique rotative primaire 2 est composée principalement d'un noyau de rotor du type Lundel 21, d'un enroulement de champ du type Lundel, d'un noyau de stator 23 et d'une armature. Le noyau de rotor du type Lundel 21 est constitué d'un métal doux. L'enroulement de champ du type Lundel est composé d'une bobine de champ 22 enroulée autour du noyau de rotor du type Lundel 21. Le noyau de stator 23 est agencé au niveau de la partie extérieure du noyau de rotor du type Lundel 21 dans le sens du rayon. L'armature est composée de la bobine de stator 24 enroulée autour du noyau de stator 23. Le noyau de rotor du type Lundel, à savoir un noyau de champ du type Lundel 21 est composé d'une partie de bossage 211, d'une paire de parties de disque 212 et 212' et d'un nombre pair de pôles à griffes 213. La partie de bossage 211 est constituée d'un noyau de fer de forme cylindrique connecté fermement à l'arbre rotatif 4. Chacune des parties de disque 212 et 212' est constituée de noyaux en forme de bague s'étendant à l'extérieur dans le sens du rayon à partir des deux extrémités de la partie de bossage 211. Les plusieurs pôles à griffes 213 formant en alternance les pôles nord et les pôles sud vis-à-vis dans la direction circonférentielle s'étendent à partir de la surface périphérique extérieure (ou la partie d'extrémité extérieure dans le sens du rayon) des deux parties de disque 212 et 212' vers la direction axiale. Le noyau de rotor du type Lundel 21 est composé d'une paire de demi-noyaux où les parties de bossage 211 des demi-noyaux se font face dans la direction axiale. La bobine de champ 22 est enroulée autour de chaque partie de bossage 211 du noyau de rotor du type Lundel 21. Le noyau de stator 23 est constitué d'acier magnétique de forme cylindrique et placé entre le carter avant 11 et le carter central 12 dans la direction axiale. La bobine de stator 24 est constituée de bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle enroulées autour du noyau de stator 23.

La machine électrique rotative secondaire 3 est composée principalement d'un noyau de rotor du type Lundel 31, d'un enroulement de champ du type Lundel, d'un noyau de stator 33 et d'une armature. Le noyau de rotor de type Lundel 21 est constitué d'un métal doux. L'enroulement de champ du type Lundel est composé d'une bobine de champ 32 enroulée autour du noyau de rotor du type Lundel 31. Le noyau de stator 33 est agencé au niveau de la partie extérieure du noyau de rotor du type Lundel 21 dans le sens du rayon. L'armature est composée de la bobine de stator 34 enroulée autour du noyau de stator 33.

Le noyau de rotor du type Lundel (en tant que noyau de champ du type Lundel) 31 est composé d'une partie de bossage 311, d'une paire de parties de disque 312 et 312' et d'un nombre pair de pôles à griffes 313. La partie de bossage 311 est constituée d'un noyau de fer de forme cylindrique relié fermement à l'arbre rotatif 4. Chacune des parties de disque 312 et 312' est constituée de noyaux en forme de bague s'étendant vers l'extérieur dans le sens du rayon à partir des deux extrémités de la partie de bossage 311. Les plusieurs pôles à griffes 313 formant en alternance un pôle nord et un pôle sud en vis-à-vis dans la direction circonférentielle s'étendent à partir de la surface de périphérie extérieure (ou la partie d'extrémité 18 2916313

extérieure dans le sens du rayon) des deux parties de disque 312 et 312' vers la direction axiale. Le noyau de rotor du type Lundel 31 est composé d'une paire de demi-noyaux où les parties de bossage 311 des demi-noyaux sont en vis-à-vis dans la 5 direction axiale. La bobine de champ 32 est enroulée autour de chaque partie de bossage 311 du noyau de rotor du type Lundel 31. Le noyau de stator 33 est constitué d'acier magnétique de forme cylindrique et placé entre le carter central 12 et le carter arrière 13 dans la direction axiale. La bobine de stator 10 34 est constituée des bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle enroulées autour du noyau de stator 33. Chacune de la machine électrique rotative primaire 2 et de la machine électrique rotative secondaire 3 décrites ci-dessus est une machine électrique rotative équipée d'un noyau de rotor 15 du type Lundel caractéristique. Du fait que les autres composants de chacune de la machine électrique rotative primaire 2 et de la machine électrique rotative secondaire 3 présentent les mêmes configurations que celles d'un noyau de rotor du type Lundel ordinaire, l'explication de ces composants est omise ici. 20 Bien que d'autres composants tels que des bagues conductrices et des balais soient montés au niveau de la partie d'extrémité arrière de l'arbre rotatif 4, ces composants sont omis du dessin. Un élément d'espacement cylindrique 9a d'un matériau non 25 magnétique est placé entre la partie de disque extérieure 212' du noyau de rotor 21 et la partie de disque extérieure 312' du noyau de rotor 31. Dans les modes de réalisation de la présente invention, l'élément d'espacement cylindrique 9a est constitué d'une plaque annulaire de cuivre par l'intermédiaire de laquelle 30 l'énergie thermique est transférée entre le noyau de rotor 21 et le noyau de rotor 31. Chacun du ventilateur de refroidissement avant 9 et du ventilateur de refroidissement arrière 10 présente un ventilateur de refroidissement centrifuge. Le ventilateur de 35 refroidissement: avant 9 est fixé au pôle à griffes 213 au niveau du côté avant du noyau de rotor 21 et le ventilateur de refroidissement arrière est fixé au pôle à griffes 313 au niveau du côté arrière du noyau de rotor 31. Le ventilateur de refroidissement avant 9 induit un air de 40 refroidissement à travers un trou d'entrée au niveau de la paroi 19 2916313

du côté avant du carter avant 11 et accélère l'air de refroidissement induit et fournit ensuite en sortie l'air de refroidissement accéléré à l'extrémité de bobine 214 à travers les trous de sortie formés sur la paroi circonférentielle du 5 carter avant 11 de manière à refroidir l'extrémité de bobine 214 de la bobine de stator 24. Le ventilateur de refroidissement avant 10 induit un air de refroidissement à travers un trou d'entrée au niveau de la paroi du côté arrière du carter arrière 13 et accélère l'air de refroidissement induit et fournit 10 ensuite en sortie l'air de refroidissement accéléré vers l'extrémité de bobine 314 à travers les trous de sortie formés sur la paroi circonférentielle du carter arrière 13 de manière à refroidir l'extrémité de bobine 314 de la bobine de stator 34. (Agencement du noyau de rotor de type Lundel et du noyau de 15 stator) Ensuite, une description sera fournie de l'agencement du noyau de rotor de type Lundel (noyau de fer de champ du type Lundel) et du noyau de stator (noyau de fer d'armature) dans l'alternateur de véhicule du type tandem du premier mode de 20 réalisation conforme à la présente invention en faisant référence à la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe axiale qui représente principalement une paire de générateurs électriques (en tant qu'unités de génération de puissance électrique doubles) placés 25 dans l'alternateur de véhicule du type tandem du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1. Le carter 1 est omis de la figure 2 de manière à représenter clairement la structure des rotors et des armatures dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1. 30 Sur la figure 2, les parties de disque 212 et 312 seront appelées parties de disque intérieures, et d'une façon similaire, les parties de disque extérieures 212' et 312' seront appelées parties de disque extérieures. Sur la figure 2, le caractère de référence Cl désigne une 35 position centrale de la partie de disque intérieure 212 du noyau de rotor de type Lundel 21 dans la direction axiale et le caractère de référence C2 indique une position centrale de la partie de disque extérieure 212' du noyau de rotor de type Lundel 21 dans la direction axiale. Le caractère de référence C3 40 désigne une position centrale de la partie de disque extérieure 20 2916313

312' du noyau de rotor du type Lundel 31 dans la direction axiale et le caractère de référence C4 indique une position centrale de la partie de disque intérieure 72' du noyau de rotor du type Lundel 31 dans la direction axiale. 5 Dans le premier mode de réalisation comme cela est représenté de façon évidente sur la figure 2, la position centrale Cl de la partie de disque intérieure 212 dans la direction axiale est placée au niveau de la partie arrière de la surface d'extrémité avant f du noyau de stator 23 et la position 10 centrale C2 de la partie de disque extérieure 212' dans la direction axiale est placée au niveau de la partie avant de la surface d'extrémité arrière f' du noyau de stator 23. En outre, la position centrale C3 de la partie de disque extérieure 312' dans la direction axiale est placée au niveau de la partie avant 15 de la surface d'extrémité avant b du noyau de stator 33 et la position centrale C4 de la partie de disque intérieure 312 dans la direction axiale est placée au niveau de la partie avant de la surface d'extrémité arrière b' du noyau de stator 33. C'est-à-dire que le noyau de stator 23 (noyau d'armature) 20 est placé au niveau de la zone avant par rapport à la position du noyau de rotor du type Lundel 21 et le noyau de stator 33 (noyau d'armature) est placé au niveau de la zone arrière par rapport à la position du noyau de rotor du type Lundel 31 dans l'alternateur de véhicule du type tandem conformément au premier 25 mode de réalisation par comparaison au cas d'un alternateur de véhicule ordinaire. Il est ainsi possible de décaler l'extrémité de bobine 242 dans une paire des extrémités de bobine 241 et 242 du noyau de stator 21 vers la direction avant à l'intérieur d'une plage à 30 moins que la bobine de stator 24 ne soit pas en contact avec la surface intérieure de la partie d'extrémité avant du carter 1 (se reporter à la figure 1). De façon similaire, il est ainsi possible de décaler l'extrémité de bobine 342 dans une paire des extrémités de bobine 341 et 342 de la bobine de stator 34 vers 35 la direction arrière à l'intérieur d'une plage à moins que la bobine de stator 34 ne soit pas en contact avec: la surface intérieure de la partie d'extrémité arrière du carter 1 (se reporter à la figure 1). Comme indiqué sur la figure 1, la position de la surface 40 intérieure de la partie d'extrémité avant et la position de la surface intérieure de la partie d'extrémité arrière du carter 1 dans la direction axiale sont déterminées globalement par la position des roulements 6 et 7 dans la direction axiale. La position de chacun des roulements 6 et 7 dans la direction axiale est globalement déterminée par la longueur de chacun des noyaux de rotor du type Lundel 21 et 31 dans la direction axiale.

Dans le premier mode de réalisation, les bobines de stator 24 et 34 sont composées de bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle qui sont bien connues. Par exemple, les documents de brevets classiques tels que les documents de brevets japonais suivants (2) brevet japonais N 3 118 837, (3) brevet japonais N 3 178 468 et (4) brevet japonais N 3 199 068. L'explication de la configuration des bobines de stator 24 et 34 est ainsi omise ici.

Chaque enroulement de phase d'une bobine de stator à phases multiples est formé en connectant séquentiellement les parties de bout avant des conducteurs électriques de segments en U qui dépassent vers la partie d'extrémité de bobine. Il est ainsi possible de réduire chaque longueur le long de la direction axiale des extrémités de bobine 241 et 242 de la bobine de stator 24 enroulée autour du noyau de stator 24 par comparaison à celle de la bobine de stator dans un alternateur de véhicule du type enroulé ordinaire. Il est également possible de réduire chaque longueur suivant la direction axiale des extrémités de bobine 341 et 342 de la bobine de stator 34 enroulée autour du noyau de stator 33 par comparaison à celle de la bobine de stator dans un alternateur de véhicule du type enroulé ordinaire.

Il est ainsi possible de positionner le noyau de stator 23 au niveau de la partie avant sans mettre en contact la partie d'extrémité avant de l'extrémité de bobine 24 avec le carter avant 11 et il est également possible de positionner le noyau de stator 33 au niveau de la partie arrière sans mettre en contact la partie d'extrémité de bout de l'extrémité de bobine 341 avec le carter arrière 13.

De cette façon il est nécessaire de positionner le noyau de stator 23 au niveau de la partie avant à l'intérieur d'une plage de sorte que la surface d'extrémité avant du noyau de stator 23 n'est pas positionnée devant la surface de l'extrémité avant du noyau de rotor de type Lundel 21 de manière à maintenir le flux magnétique circulant entre le noyau de stator 23 et le noyau de rotor du type Lundel 21. De façon similaire, il est également nécessaire de positionner le noyau de stator 33 au niveau de la partie arrière à l'intérieur d'une plage de sorte que la surface d'extrémité arrière du noyau de stator 33 n'est pas positionnée devant la surface d'extrémité arrière du noyau de rotor de type Lundel 31 de manière à maintenir le flux magnétique circulant entre le noyau de stator 33 et le noyau de rotor du type Lundel 31. L'alternateur de véhicule du type tandem du premier mode de réalisation conforme à la présente invention ayant la configuration décrite ci-dessus présente les effets suivants. Comme cela peut être compris d'après la configuration d'un alternateur de véhicule du type tandem conforme au premier mode de réalisation comme indiqué sur la figure 2, il est possible de positionner l'extrémité de bobine 242 au niveau du côté intérieur suivant la direction axiale au niveau de la partie avant du noyau de stator 23 et il est également possible de positionner l'extrémité de bobine 342 au niveau du côté intérieur suivant la direction axiale au niveau de la partie arrière dans la position du noyau de stator 33 par le biais de la réduction le long de la direction axiale de chaque extrémité de bobine. Cette caractéristique peut être obtenue en utilisant les bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle. Par conséquent, cette configuration permet d'augmenter un intervalle G (se reporter à la figure 2) suivant la direction axiale entre les extrémités de bobine 242 et 342 sans augmenter la longueur du carter 1 dans sa direction axiale.

L'augmentation de l'intervalle G suivant la direction axiale permet de diminuer l'influence thermique mutuelle entre les extrémités de bobine 242 et 342, dont la température augmente durant le fonctionnement de l'alternateur de véhicule du type tandem, et d'empêcher ainsi l'augmentation de température des extrémités de bobine 242 et 342. Comme cela est évident d'après la figure 1, du fait qu'il est difficile de refroidir de façon efficace les extrémités de bobine 242 et 342 positionnées au niveau du côté intérieur suivant la direction axiale par comparaison aux extrémités de bobine 241 et 341, l'augmentation de l'intervalle G devient une caractéristique importante de refroidissement des extrémités de bobine 242 et 342 dans l'alternateur de véhicule du type tandem. En outre, il est possible de réduire une tension induite générée en modifiant le courant circulant à travers l'extrémité de bobine opposée dans les extrémités de bobine 242 et 342 en raison de la réduction de la connexion magnétique, à savoir l'inductance mutuelle entre les extrémités de bobine 242 et 342 en augmentant l'intervalle G dans la direction axiale. Il est ainsi possible d'augmenter l'indépendance de la commande de chacune des bobines de stator 24 et 34. Dans la configuration de l'alternateur de véhicule du type tandem conforme au premier mode de réalisation, chacune des extrémités de bobine 241 et 341 positionnées au niveau de la partie extérieure axiale des bobines de stator 24 et 34 sera appelée extrémité de bobine de partie de broche et chacune des extrémités de bobine 242 et 342 positionnées au niveau de la partie intérieure axiale des bobines de stator 24 et 34 seront appelées extrémités de bobine de partie de tête. Il est ainsi possible de réduire davantage l'intervalle G dans la direction axiale. En vue d'une explication plus détaillée, chacune des bobines de stator 24 et 34 est constituée de plusieurs conducteurs électriques de segments en forme de U à savoir présente la partie de tête et la partie de broche des conducteurs électriques de segments en forme de U et la première est appelée "extrémité de bobine de tête" et la deuxième est appelée "extrémité de bobine de broche". En raison de la nécessité de jonction des parties d'extrémité de bout des parties de broche des conducteurs électriques de segments en forme de U, l'extrémité de bobine de broche présente une longueur plus importante suivant la direction axiale que celle de l'extrémité de bobine de tête. Par conséquent, il est possible d'augmenter davantage l'intervalle G dans la direction axiale en formant chacune des extrémités de bobine 242 et 342 positionnées au niveau du côté intérieur des noyaux de stator 24 et 34 suivant la direction axiale en utilisant l'extrémité de bobine de tête de la bobine de stator constituée des plusieurs bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle. (Aimants permanents 25 et 35 agencés entre les pôles à griffes) Dans le premier mode de réalisation, comme indiqué sur la figure 1, chaque aimant permanent 25 est agencé entre les pôles à griffes adjacents 213 et 213 et entre les pôles à griffes adjacents 313 et 313 positionnés dans a direction circonférentielle d'un noyau de rotor de Lundel respectif 21 et 31. La figure 3 représente l'agencement des aimants permanents 25 dans le noyau de rotor de Lundel 21. C'est-à-dire que la figure 3 est une élévation étendue partielle du noyau de rotor de Lundel dans l'alternateur de véhicule du type tandem observé à partir de la direction allant vers le centre du noyau de rotor. Dans le premier mode de réalisation, du fait que chacun des pôles à griffes 213 et 313 qui dépasse vers l'extérieur suivant la direction axiale à partir de chacune des parties de disque extérieures 212' et 312' atteint la zone extérieure de chacune des parties de disque intérieures 212 et 312 dans la direction radiale, les aimants permanents 25 et 35 atteignent la zone extérieure des parties de disque intérieures 212 et 312 suivant le sens du rayon. C'est-à-dire que la partie avant de l'aimant permanent 25 dépasse devant la partie arrière de la partie de disque intérieure 212 et l'extrémité arrière de l'aimant permanent 35 dépasse vers la partie arrière de l'extrémité avant de la partie de disque intérieure 312. Il est ainsi possible de réduire la fuite de flux magnétique entre les pôles à griffes 313 adjacents suivant la direction circonférentielle et de réduiredavantage la fuite de flux magnétique entre les parties de disque intérieures 212 et 312, et les pôles à griffes 213 et 313. C'est-à--dire qu'il est possible d'améliorer le flux magnétique de champ et d'augmenter la puissance de l'alternateur de véhicule du type tandem en raison de la réduction de la fuite de flux magnétique devant être générée entre chaque surface des pôles à griffes 213 et 313 en face de 1a direction circonférentielle, et chaque surface des parties de disque intérieures 212 et 312 positionnées dans le sens du rayon. (Forme de chacune des dents 231 et 331) Dans l'alternateur de véhicule du type tandem conforme au premier mode de réalisation de la présente invention, la largeur de la surface de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle à l'intérieur du noyau de stator (noyau de fer d'armature) 23 dans le sens du rayon est formée de façon plus étroite que la largeur de l'aimant permanent 25 suivant la direction circonférentielle et la largeur de la surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle à l'intérieur du noyau de stator (noyau de fer d'armature) 33 dans le sens du rayon est formée de façon plus étroite que la largeur de l'aimant permanent 35 suivant la direction circonférentielle.

La figure 4A est une élévation étendue partielle du noyau de stator 23 dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1. La figure 4B est une élévation étendue partielle du noyau de stator 33 dans l'alternateur de véhicule du type tandem représenté sur la figure 1. Sur la figure 4A, la référence numérique 231 désigne les dents du noyau de stator 23 et le caractère de référence "t" indique la largeur suivant la direction circonférentielle. Sur la figure 4B, la référence numérique 331 désigne chaque dent du noyau de stator 33 et le caractère de référence "t" indique la largeur de chaque dent 331 suivant la direction circonférentielle.

Il est possible d'éliminer ou d'empêche,r la circulation d'un flux magnétique court au niveau de la surface d'extrémité avant de la dent dans le sens du rayon lorsque la surface d'extrémité de bout avant des dents 231 et 331 au niveau d'une partie intérieure suivant le sens du rayon croise la zone de positionnement des aimants permanents 25 et 35 suivant la direction circonférentielle. Il est ainsi possible d'augmenter la puissance de l'alternateur de véhicule du type tandem du premier mode de réalisation par la valeur du flux magnétique court. (Exemple comparatif)

La figure 5A est une élévation étendue partielle d'un noyau de stator dans un alternateur de véhicule en tant qu'exemple comparatif. La figure 5B est une élévation étendue partielle de l'autre noyau de stator dans l'alternateur de véhicule en tant qu'exemple comparatif.

L'alternateur de véhicule en tant qu'exemple comparatif représenté sur la figure 5A et la figure 5B comporte les dents 231' et 331' d'une paire des noyaux de stator (noyaux de fer d'armature) 23 et 33 où la largeur de la surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle au niveau de la partie intérieure suivant le sens du rayon est formée de façon supérieure à la largeur de chacun des aimants permanents 25 et 35 suivant la direction circonférentielle. Sur la figure 5B, le caractère de référence t' désigne la largeur de chacune des dents 231' et 331' suivant la direction circonférentielle. Dans ce cas, on croit provoquer un court-circuit entre un pôle nord (N) et un pôle sud (S) de chacun des aimants permanents 25 et 35 généré au niveau d'une paire de surfaces latérales vers une direction circonférentielle approchée de l'aimant permanent à travers la surface d'extrémité de bout avant de chacune des dents 231' et 331' au niveau de la partie intérieure dans le sens du rayon. Sur les figures 4A, 4B, 5A et 5B, chaque flèche indique le sens de la fuite de flux magnétique des aimants permanents 25 et 35, la taille de la flèche indique la valeur de la fuite de flux magnétique, et la longueur de la flèche indique une longueur de trajet magnétique. Les figures 5A et 5B indiquent les flèches de tailles différentes qui correspondent à une longueur d'intervalle différente de chaque partie dans les aimants permanents 25 et 35 provoquée par une inclinaison de l'aimant permanent. Comme cela peut être compris d'après les figures 4A et 4B, lorsque la largeur de la surface d'extrémité de bout avant de chacune des dents 231 et 331 suivant la direction circonférentielle au niveau de la partie intérieure dans le sens du rayon devient étroite, le taux d'occupation des dents 231 et 331 dans la surface circonférentielle du noyau de stator 23 et 33 est réduit. Ceci diminue la valeur du flux magnétique de champ circulant depuis les noyaux de rotor de Lundel 21 et 31 jusqu'aux noyaux de stator 23 et 33, et la puissance de l'alternateur de véhicule est ainsi diminuée. Il est possible de résoudre une telle diminution de la puissance en augmentant le nombre de fentes par pôle et par phase comme indiqué sur les figures 6A et 6B par comparaison à la configuration des fentes représentées sur les figures 4a, 4B, 5A et 5B. La figure 6A est une vue représentant un exemple de déformation du noyau de stator dans l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1. La figure 6B est une vue représentant un exemple de déformation du noyau de stator dans l'alternateur de véhicule représenté sur la figure 1. Sur les figures 6A et 6B, le caractère de référence S désigne une fente du noyau de stator. (Structure de rainure linéaire des pôles à griffes 213 et 313) Lorsque le nombre des aimants permanents 25 et 35 et des dents 231 et. 331 est augmenté, la valeur des courants de Foucault augmente au niveau de la surface circonférentielle extérieure des pôles à griffes 213 et 313, et la perte par courants de Foucault est ainsi augmentée, et la température de la bobine de champ est augmentée par la transmission thermique à partir des pôles à griffes 213 et 313. Le problème peut être résolu en formant plusieurs rainures 2131 sur la surface de chaque pôle à griffes 213 dans le noyau de rotor du type Lundel 21 de manière à étendre la longueur totale du trajet de courant des courants de Foucault, comme indiqué sur la figure 7. La figure 7 est une vue représentant un exemple de rainures concaves en forme de ligne formées sur la surface de chaque pôle à griffes ayant la configuration représentée sur la figure 3. Les rainures en forme de ligne sont également formées sur la surface de chaque pôle à griffes 313 du noyau de rotor du type Lundel 31. Sur la figure 7, la profondeur de la rainure en forme de ligne 2131 est approximativement égale à la largeur d'un intervalle ou d'une longueur d'intervalle entre le pôle à griffes 213 et le noyau de stator 23. Cependant, il est acceptable de modifier la longueur d'intervalle à l'intérieur d'une plage spécifiée à moins que la circulation du flux magnétique de champ soit empêchée. On préfère réduire la largeur de chaque rainure concave en forme de ligne 2131 de façon aussi étroite que possible de manière à empêcher la circulation du flux magnétique depuis les pôles à griffes 213 et 313 jusqu'aux dents 231 et 331. On préfère également réduire le pas des rainures concaves en forme de ligne 2131 plutôt que la largeur des dents 231 du noyau de stator 23 suivant la direction circonférentielle. Ceci permet d'améliorer l'effet obtenu en étendant le trajet de circulation des courants de Foucault. Dans ce cas, on préfère rendre la profondeur de chaque rainure 2131 aussi large que possible à moins que la circulation du flux magnétique de champ ne soit empêchée.

Bien que l'on préfère que la direction d'extension des rainures concaves en forme de ligne 2131 formées de façon parallèle les unes aux autres sur la surface de chaque pôle à griffes coupe à angle droit la circulation des courants de Foucault, on n'est pas limité par ces conditions comme indiqué sur la figure 7, par exemple. En outre, il est acceptable de former une rainure en forme de courbe à la place de la rainure concave en forme de ligne 2131. L'utilisation de la rainure en forme de courbe permet d'augmenter la densité de flux magnétique entre les pôles à griffes 213 et 313 et les noyaux de stator 23 et 33, et de diminuer ainsi la perte par courants de Foucault sur la surface périphérique extérieure des pôles à griffes 213 et 313 et de réduire l'augmentation de la température de la bobine magnétique de champ en fonction du nombre des dents 231 et 331. (Résultat expérimental) Un alternateur de véhicule classique présente une seule unité de génération de puissance de 2,5 kW avec un diamètre extérieur de 143 mm et une longueur longitudinale ou une longueur axiale de 140 mm. Au contraire, l'alternateur de véhicule du type tandem présentant la configuration décrite ci-dessus conforme au premier mode de réalisation comporte une paire d'unités de génération de puissance électrique de 2,5 kW et chaque unité présente un diamètre extérieur de 143 mm et une longueur axiale de 140 mm. C'est-à-dire que l'alternateur de véhicule du type tandem du premier mode de réalisation de la présente invention comporte une paire d'unités de génération de puissance électrique qui peuvent être commandées indépendamment sans augmenter la taille de l'alternateur de véhicule, à savoir, sans augmenter le diamètre extérieur de la longueur axiale de l'alternateur de véhicule par comparaison à la taille de l'alternateur de véhicule classique. Second mode de réalisation Une description de la configuration et des caractéristiques de l'alternateur de véhicule du type tandem conforme au second mode de réalisation de la présente invention sera fournie en faisant référence à la figure 8 et à la figure 9. La figure 8 est une vue en coupe simplifiée d'un alternateur de véhicule équipé d'une seule unité de génération de puissance composée principalement d'un noyau de rotor du type Lundel et d'une armature conformément au second mode de réalisation de la présente invention. La figure 9 est une élévation étendue partielle du noyau de rotor de Lundel observé à partir de la direction vers le point central du noyau de rotor de Lundel représenté sur la figure 8. L'alternateur de véhicule conforme au second mode de réalisation comporte la seule unité de génération de puissance électrique qui est différente en configuration de l'alternateur de véhicule du type tandem ayant une paire d'unités de génération de puissance électrique du premier mode de réalisation représenté sur la figure 1. La première caractéristique de l'alternateur de véhicule conforme au second mode de réalisation est que la position centrale C11 d'une partie de disque 212 dans une paire des parties de disque du noyau de rotor du type Lundel 21 dans la direction axiale est placée à l'arrière de la surface d'extrémité avant fl du noyau de stator 23, et la position centrale C21 de l'autre partie de disque 212' dans une paire des parties de disque du noyau de rotor du type Lundel 21 dans la direction axiale est placée devant la surface d'extrémité arrière fl' du noyau de stator 23. C'est-à-dire que la position centrale de chacune des parties de disque 212 et 212' est placée au niveau de la position intérieure du noyau de stator 23. Cette configuration d'une paire de parties de disque du noyau de rotor du type Lundel permet de réduire la longueur axiale du noyau de rotor du type Lundel dans la direction axiale. La bobine de stator 24 est composée des bobines de stator du type à jonction de segments séquentielle, comme la configuration de la bobine de stator 24 du premier mode de réalisation. Il est ainsi possible de réduire la longueur des extrémités de bobine 241 et 242 de la bobine de stator 24 dans la direction axiale. En outre, dans le second mode de réalisation, les aimants permanents 25 sont positionnés entre les pôles à griffes adjacents dans la direction circonférentielle, et chaque pôle à griffes 213 atteint la zone extérieure de la partie de disque intérieure 212 et 212' dans le sens du rayon, et chaque aimant permanent 25 atteint l'extérieur des parties de disque intérieures 212 et 212' dans le sens du rayon. Il est ainsi possible d'empêcher l'occurrence de la fuite de flux magnétique entre les pôles à griffes 213 et les parties de disque intérieures 212 et 212'. Encore en outre, comme la configuration du premier mode de réalisation, il est acceptable d'avoir la même caractéristique du premier mode de réalisation où la largeur de la partie d'extrémité de bout avant de chaque dent du noyau de stator (en tant que noyau de fer d'armature) 23 suivant la direction circonférentielle au niveau de la partie intérieure dans le sens du rayon est plus étroite que la largeur de l'aimant permanent 25 dans la direction circonférentielle c'est-à-dire que les diverses caractéristiques de la configuration d'un alternateur de véhicule du type tandem conforme au premier mode de réalisation peuvent être appliquées à différents types d'alternateurs de véhicule tels qu'un alternateur de véhicule du type ordinaire présentant les mêmes effets et actions. Tandis que les modes de réalisation spécifiques de la présente invention ont été décrits en détails, l'homme de l'art se rendra compte que diverses modifications et variantes à ces détails pourront être développés à la lumière des enseignements globaux de la description. Par conséquent, les agencements particuliers décrits sont destinés à être illustratifs uniquement et à ne pas être limités à la portée de la présente invention, qui doit recevoir la portée complète des revendications annexées et de tous les équivalents de celles-ci. 30 35 40 31

Claims

REVENDICATIONS

1. Alternateur de véhicule comprenant une paire d'unités de génération de puissance électrique positionnées de façon adjacente dans une direction axiale, chaque unité de génération de puissance électrique comprenant : un enroulement de champ du type Lundel fixé à un même arbre rotatif (4) de l'alternateur de véhicule, comprenant : une partie de bossage (211, 311), une paire de parties de disque (212, 212', 312, 312') en vis-à-vis formées sur la partie de bossage (211, 311), et un nombre pair de pôles à griffes (213, 313) formant en alternance un pôle nord et un pôle sud sur chaque partie de disque (212, 212', 312, 312'), et une armature comprenant : un noyau de fer d'armature cylindrique, positionné au niveau de la partie extérieure des pôles à griffes (213, 313) suivant le sens du rayon, ayant un enroulement d'armature qui est enroulé autour du noyau de fer d'armature cylindrique et qui est composé de plusieurs conducteurs électriques de segments en forme de U, où dans chaque unité de génération de puissance électrique, une position centrale d'une partie de disque intérieure (212, 312), en tant que première partie de disque (212, 212', 312, 312') dans une paire de parties de disque (212, 212', 312, 312'), positionnée au niveau de la partie extérieure de l'axe de l'enroulement de champ du type Lundel est positionné à l'intérieur d'une largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de sa direction axiale.

2. Alternateur de véhicule comprenant une paire d'unités de génération de puissance électrique positionnées de façon adjacente dans une direction axiale, chaque unité de génération de puissance électrique comprenant : un enroulement de champ du type Lundel fixé à un même arbre rotatif (4) de l'alternateur de véhicule et formant un rotor du type tandem, et une armature, où l'enroulement de champ du type Lundel comprend :une partie de bossage (211, 311) composée d'un noyau de fer cylindrique fixé à l'arbre rotatif (4) de l'alternateur de véhicule et sur une surface externe de la partie de bossage (211, 311), un enroulement de champ est enroulé, une paire de parties de disque (212, 212', 312, 312') en vis-à-vis, chaque partie de disque (212, 212', 312, 312') étant composée d'un noyau de fer de plaque annulaire s'étendant à partir d'une extrémité de la partie de bossage (211, 311) vers une direction extérieure dans le sens du rayon, et un nombre pair de pôles à griffes (213, 313) en vis-à-vis, s'étendant vers la direction axiale depuis une partie d'extrémité externe de chaque partie de disque (212, 212', 312, 312') dans le sens du rayon et formant en alternance un pôle nord et un pôle sud, 15 et l'armature comprend un noyau de fer d'armature cylindrique fixé à un carter (1) de l'alternateur de véhicule, autour du noyau de fer d'armature cylindrique, un enroulement d'armature étant enroulé et positionné au niveau de la partie extérieure des pôles à griffes (213, 313) suivant le sens du 20 rayon, où l'enroulement d'armature est composé de plusieurs conducteurs électriques de segments en forme de U et chaque conducteur est inséré à travers un côté d'une paire de fentes agencées dans la direction axiale et connecté séquentiellement les uns aux autres, 25 où une partie de disque (212, 212', 312, 312') dans une paire des parties de disque (212, 212', 312, 312') forme une partie de disque intérieure (212, 312) et une position centrale de la partie de disque intérieure (212, 312) observée à partir de la direction axiale est positionnée à l'intérieur d'une 30 largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de fer d'armature cylindrique, et la partie de disque intérieure (212, 312) de chaque unité de génération de puissance électrique est positionnée à l'extérieur de l'axe du rotor de type tandem. 35

3. Alternateur de véhicule selon la revendication 2, dans lequel l'autre partie de disque (212, 212', 312, 312') dans une paire des parties de disque (212, 212', 312, 312') est une partie de disque extérieure (212', 312') dont la position 40 centrale dans la direction axiale est placée à l'extérieur de la 10largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de fer d'armature cylindrique et positionnée à l'intérieur de l'axe du rotor du type tandem.

4. Alternateur de véhicule selon la revendication 3, dans lequel un aimant permanent (25, 35) est positionné dans un intervalle suivant la direction circonférentielle entre chaque pôle à griffes (213, 313) s'étendant à partir de la partie de disque intérieure (212, 312) et le pôle à griffes (213, 313) s'étendant à partir de la partie de disque extérieure (212', 312') et l'aimant permanent (25, 35) est magnétisé de manière à améliorer la force magnétique du pôle à griffe (213, 313).

5. Alternateur de véhicule selon la revendication 4, dans lequel la largeur d'une surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle à l'intérieur dans le sens du rayon du noyau de fer d'armature cylindrique est plus étroite que la largeur de l'aimant permanent (25, 35) suivant la direction circonférentielle.

6. Alternateur de véhicule selon la revendication 5, dans lequel chaque phase présente une pluralité de fentes dans le noyau de fer d'armature cylindrique.

7. Alternateur de véhicule selon la revendication 6, dans lequel plusieurs rainures concaves en forme de ligne sont formées à un pas spécifié sur une surface périphérique externe de chaque pôle à griffes (213, 313).

8. Alternateur de véhicule comprenant un enroulement de champ de type Lundel et une armature, où l'enroulement de champ de type Lundel comprend : une partie de bossage (211, 311) composée d'un noyau de fer cylindrique fixé à un arbre rotatif (4) de l'alternateur de véhicule, et sur une surface externe sur laquelle un enroulement de champ est enroulé, une paire de parties de disque (212, 212', 312, 312') en vis-à-vis, chaque partie de disque (212, 212', 312, 312') étant composée d'un noyau de fer de plaque annulaire et s'étendant àpartir d'une extrémité de la partie de bossage (211, 311) vers l'extérieur dans le sens du rayon, et un nombre pair de pôles à griffes (213, 313), en vis-à-vis et formant en alternance un pôle nord et un pôle sud, s'étendant vers la direction axiale à partir d'une partie d'extrémité extérieure de chaque partie de disque (212, 212', 312, 312') positionnée dans le sens du rayon, et l'armature comprend : un noyau de fer d'armature cylindrique fixé au carter (1) de l'alternateur de véhicule, un enroulement d'armature étant enroulé autour du noyau de fer d'armature cylindrique, et positionné à l'extérieur des pôles à griffes (213, 313) suivant le sens du rayon, et des aimants permanents (25, 35) magnétisés de manière à améliorer la force magnétique des pôles à griffes (213, 313), chacun des aimants permanents (25, 35) est positionné au niveau d'un intervalle entre les pôles à griffes (213, 313) adjacents les uns aux autres dans la direction circonférentielle, et au moins une des paires de parties de disque (212, 212', 312, 312') forme une partie de disque intérieure (212, 312), et une position centrale de la partie de disque intérieure (212, 312) observée à partir du sens axial est positionnée à l'intérieur d'une largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir du sens axial du noyau de fer d'armature cylindrique.

9. Alternateur de véhicule selon la revendication 8, dans lequel l'enroulement d'armature est composé de plusieurs conducteurs électriques de segments en forme de U et chaque conducteur électrique de segment en forme de U est inséré à travers un côté d'une paire de fentes agencées dans la direction axiale et séquentiellement connecté les uns aux autres.

10. Alternateur de véhicule selon la revendication 9, dans 35 lequel chaque aimant permanent (25, 35) est positionné en s'étendant vers l'extérieur de la partie de disque intérieure (212, 312) dans le sens rayon.

11. Alternateur de véhicule selon la revendication 10, dans 40 lequel la position centrale de chaque axe d'une paire de partiesde disque (212, 212', 312, 312') se trouve à l'ir..térieur d'une largeur du noyau de fer d'armature cylindrique observé à partir de la direction axiale du noyau de fer d'armature cylindrique.

12. Alternateur de véhicule selon la revendication 11, dans lequel la largeur d'une surface d'extrémité de bout avant de chaque dent suivant la direction circonférentielle à l'intérieur dans le sens du rayon du noyau de fer d'armature cylindrique est plus étroite que la largeur de l'aimant permanent (25, 35) suivant la direction circonférentielle.

13. Alternateur de véhicule selon la revendication 12, dans lequel chaque phase comporte une pluralité de fentes dans le noyau de fer d'armature cylindrique.

14. Alternateur de véhicule selon la revendication 13, dans lequel plusieurs rainures concaves en forme de ligne sont formées à un pas spécifié sur une surface circonférentielle externe de chaque pôle à griffes (213, 313).15