DEMARREUR ASSOCIE

[01] DOMAINE DE L'INVENTION [02] L'invention concerne une machine électrique comportant un rotor muni d'un bobinage présentant une configuration pour faciliter la commutation électrique dans les conducteurs du rotor. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des démarreurs pour véhicule automobile. [03] ETAT DE LA TECHNIQUE

[04] On connaît des démarreurs de véhicule automobile mettant en œuvre des machines électriques munies d'un stator, ou inducteur, comportant plusieurs aimants permanents ou des pôles bobinés (électroaimants) et d'un rotor 102, ou induit, comportant des conducteurs formant le bobinage du rotor doté d'un corps de forme cylindrique. Un entrefer existe entre la périphérie externe du corps du rotor et la périphérie interne des aimants du stator.

[05] A cet effet, comme montré sur les Figures 5 et 6, le rotor 102 comporte un collecteur muni de lames 131 électriquement conductrices, telles que des lames en cuivre, qui s'étendent côte à côte sur sa périphérie externe. Le rotor 102 présente également des encoches 133 longitudinales ménagées dans son corps consistant en un paquet de tôles. Pour former le bobinage, des conducteurs 134 dont les extrémités sont soudées sur une partie de chaque lame 131 sont enfilés à l'intérieur des encoches 133. Dans l'exemple de la Figure 1 , le collecteur comporte 25 lames numérotées de 1 à 25 et un nombre d'encoches correspondantes. Dans cette configuration connue, l'axe des encoches 133 coïncide avec l'axe des lames 131 , c'est-à- dire que les lames 131 se trouvent en face des encoches 133. Le stator comporte six pôles sous la forme d'aimants permanents ou de pôles bobinés répartis de manière alternée à savoir trois pôles du type Nord et trois pôles du type Sud. En variante, le stator ne comporte que quatre pôles (2 pôles de type Nord et 2 pôles de type Sud alternés).

[06] Plus précisément, chaque conducteur 134 présente deux branches 135.1 , 135.2 reliées par un fond de manière à former un U. Ces conducteurs 134, dont les extrémités 137.1 , 137.2 sont soudées sur les lames 131 , sont enfilés à l'intérieur des encoches 133 du rotor sur deux couches distinctes : la couche supérieure et la couche inférieure.

[07] La machine comporte également des balais agencés pour permettre l'alimentation électrique du rotor par commutation du courant électrique dans les conducteurs du rotor 102.

[08] L'écart entre les deux branches 135.1 , 135.2 d'un même conducteur 134 au niveau des encoches 133 est appelé le pas d'encoches k. Si une des branches 135.1 est engagée à l'intérieur de l'encoche N, et que l'autre 135.2 est engagée dans l'encoche N+k, le pas d'encoche vaut k. Autrement dit, le pas d'encoche k est égal au nombre d'encoches 133 séparant les deux encoches 133 accueillant les branches 135.1 , 135.2 d'un même conducteur 134 plus un. Par exemple, pour une configuration dans laquelle une branche 135.1 est engagée dans l'encoche située en face de la 3 ^eme lame et l'autre branche 135.2 est engagée dans l'encoche située en face de la 7 ^eme lame, le pas d'encoche k vaut 4 (cf Figure 1 ).

[09] De façon analogue, l'écart entre les deux extrémités 137.1 , 137.2 d'un même conducteur 134 au niveau des lames 131 est appelé le pas de lame I, ou pas au collecteur. Si une des extrémités 137.1 du conducteur est soudée sur la lame M, et que l'autre 137.2 est soudée sur la lame M+l, le pas de lame vaut I. Autrement dit, le pas de lames I est égal au nombre de lames 131 séparant les deux lames 131 sur lesquelles sont soudées les extrémités d'un même conducteur plus un. Par exemple, pour une configuration dans laquelle une extrémité du conducteur est soudée sur la 1 ^ere lame et l'autre extrémité est soudée sur la 9 ^eme lame, le pas de lame I vaut 8 (cf Figure 1 ). [010] Les règles de l'art classiques conduisent à bobiner le rotor 102 de en fonction du nombre de pôles du stator pour avoir la force électromotrice requise, ce qui correspond pour une configuration d'un stator à 6 pôles à un pas d'encoches k de 4 et un pas de lame I de 8 (cf Figure 1 ). Dans cette configuration, si une extrémité 137.1 , 137.2 d'un conducteur 134 est soudée à la lame N, une de ses branches 135.1 , 135.2 passe dans l'encoche 133 située en face de la lame N+2, et son autre branche 135.1 , 135.2 repasse dans l'encoche 133 située face à la lame N+6, et l'autre extrémité 137.1 , 137.2 sera soudée à la lame N+8.

[011] Toutefois, une telle configuration n'est pas optimale en termes de commutation. En effet, comme montré sur la Figure 2a, la force électromotrice générées par le bobinage réalisé selon la configuration précitée (k= 4 ; 1=8) présente un palier P sur lequel se situe un point d'inflexion S dans une zone de commutation. Cette forme de courbe a un effet sur la qualité de commutation, et il peut être nécessaire de décaler l'inducteur de plusieurs degrés par rapport aux balais (et vice versa) afin d'aider la commutation grâce à une force électromotrice accélérant l'inversion du courant dans les conducteurs du rotor en cours de commutation.

[012] On note qu'avec un profil de force électromagnétique ou d'induction présentant un plateau P dans la région interpolaire, en passant d'un état « à vide » à un état « en charge », un classique décalage angulaire correctif pour améliorer la commutation aboutit à un profil d'induction dont le niveau dans la région de commutation se trouve brusquement augmenté en amplitude, au lieu d'être réglable linéairement donc de manière facilitée comme grâce à l'invention.

[013] OBJET DE L'INVENTION [014] A cet effet, on réalise un rotor bobiné dont la courbe de force électromotrice présente une pente linéaire et abrupte dépourvue de point d'inflexion dans la zone de commutation.

[015] Une telle courbe permet, avec le même inducteur au stator que celui de la machine de l'état de l'art, de générer des forces électromotrices facilitant la commutation au niveau des conducteurs du rotor, à condition de subir de préférence un décalage angulaire. [016] Pour obtenir ce profil avec une configuration à 6 pôles et 25 encoches, le pas d'encoche k est modifié et vaut soit 3 soit 5 ; tandis que le pas de lame I est inchangé par rapport à la configuration connue (l=8).

[017] L'invention concerne donc une machine électrique comportant un rotor bobiné :

- un collecteur comprenant un ensemble de lames destinées à entrer en coopération avec des balais,

- des encoches ménagées longitudinalement sur la périphérie externe du rotor, et

- un bobinage formé par un ensemble de conducteurs, chaque conducteur comportant deux branches et deux extrémités, ces deux branches étant reliées entre elles par un fond,

- les branches d'un même conducteur étant introduites dans les encoches selon un pas d'encoche k,

- les extrémités d'un même conducteur étant soudées sur les lames suivant un pas de lame I,

caractérisée en ce que :

- la courbe représentant la force électromotrice FEM générée par le rotor en fonction de l'angle de rotation du rotor présente une forme linéaire et abrupte dépourvue de point d'inflexion dans une région de commutation,

- et en ce que les encoches sont décalées angulairement par rapport aux lames de sorte que chaque encoche se situe en face d'une jonction entre deux lames. [018] Selon une réalisation, la forme linéaire et abrupte de la courbe est caractérisée par une pente comprise entre 1 .5 et 100 fois l'amplitude du signal de la force électromotrice en fonction de l'angle pour pi radians de variation d'angle.

[019] Selon une réalisation, elle comporte en outre :

- un stator comportant une structure aimantée à aimantation permanente ou induite s'étendant suivant une circonférence du stator,

- des balais agencés pour permettre l'alimentation électrique du rotor par commutation du courant électrique dans les conducteurs du rotor, - le stator étant décalé angulairement par rapport aux balais.

[020] Selon une réalisation, le décalage angulaire est compris entre 1 et 45 degrés électriques.

[021] Selon une réalisation, pour une configuration à 6 pôles et 25 encoches, le pas d'encoche k vaut 3 ou 5, et le pas de lame I vaut 8.

[022] Selon une réalisation, chaque conducteur du bobinage présente une symétrie radiale par rapport à un rayon du rotor, dit rayon de symétrie.

[023] Selon une réalisation :

- l'ange formé par le rayon de symétrie et le rayon du rotor passant par la section transversale d'une branche du conducteur est égal à l'angle formé par le rayon et le rayon du rotor passant par la section transversale de l'autre branche du conducteur, et

- l'angle formé par le rayon de symétrie et le rayon du rotor passant par la section transversale d'une des extrémités du conducteur est égal à l'angle formé par le rayon et le rayon du rotor passant par la section transversale de l'autre extrémité du conducteur.

[024] Selon une réalisation, pour un bobinage présentant un pas d'encoche k valant 3 et un pas de lame I valant 8, si une extrémité d'un conducteur est soudée à la lame N, une de ses branches passe dans l'encoche située entre les lames N+2 et N+3, et son autre branche repasse dans l'encoche située entre les lames N+5 et N+6, l'autre extrémité étant soudée à la lame N+8.

[025] Selon une réalisation, pour la configuration de bobinage présentant un pas d'encoche k valant 5 et un pas de lame valant 8, si une extrémité d'un conducteur est soudée à la lame N, une de ses branches passe dans l'encoche située entre les lames N+1 et N+2, et son autre branche repasse dans l'encoche située entre la lame N+6 et la lame N+7, l'autre extrémité étant soudée à la lame N+8.

[026] Selon une réalisation, la section transversale des conducteurs du bobinage est ronde ou carrée ou rectangulaire. [027] Selon une réalisation, un isolant d'encoche en forme de S est installé autour des conducteurs du bobinage.

[028] L'invention concerne en outre un démarreur pour véhicule automobile équipé d'une machine électrique tournante selon l'invention. [029] BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

[030] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent : [031] Figure 1 : une représentation schématique des encoches et des lames d'un rotor montrant la connexion d'un conducteur du bobinage selon le principe de l'état de la technique ;

[032] Figures 2a-2b : des graphiques montrant respectivement la force électromotrice FEM normalisée en fonction de l'angle de rotation du rotor ainsi que l'amplitude de différents harmoniques obtenus pour un rotor selon l'état de la technique ;

[033] Figure 3 : une représentation schématique d'un démarreur équipé d'un rotor bobiné selon l'invention ;

[034] Figure 4 : une vue d'ensemble en perspective d'un rotor bobiné selon l'invention ;

[035] Figure 5 : une vue partielle en perspective du rotor bobiné selon le principe de l'invention représentant plus particulièrement les extrémités des conducteurs reliés aux lames du collecteur ;

[036] Figure 6 : une représentation schématique des deux couches de conducteurs positionnées à l'intérieur des encoches du rotor faisant apparaître l'isolant d'encoche en forme de S ;

[037] Figure 7 : une représentation schématique des encoches et des lames d'un rotor bobiné selon l'invention montrant la connexion d'un conducteur suivant un pas d'encoche k=3 et un pas de lame 1=8 ; [038] Figures 8a-8b : des graphiques montrant respectivement la force électromotrice FEM normalisée en fonction de l'angle de rotation du rotor ainsi que l'amplitude de différents harmoniques obtenus pour le rotor de la Figure 7 ; [039] Figure 9 : une représentation schématique des encoches et des lames d'un rotor bobiné selon l'invention montrant la connexion d'un conducteur selon un pas d'encoche k=5 et un pas de lame 1=8 ;

[040] Figures 10a-10b : des graphiques montrant respectivement la force électromotrice FEM normalisée en fonction de l'angle de rotation du rotor ainsi que l'amplitude de différents harmoniques obtenus pour le rotor de la Figure 9.

[041] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.

[042] DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION

[043] La Figure 3 montre une représentation schématique d'un démarreur 101 pour moteur à combustion de véhicule automobile. Ce démarreur 101 à courant continu comprend un moteur électrique comprenant, d'une part, un rotor 102, encore appelé induit, monté sur un arbre métallique 102' d'axe X, et d'autre part, un stator 103, encore appelé inducteur, installé autour du rotor 102 avec présence d'un entrefer. Ce stator 103 comporte une culasse métallique 104 portant une structure aimantée 105 à aimantation permanente ou à aimantation induite. La structure aimantée pourra être constituée dans un exemple d'aimants en ferrite présentant une aimantation radiale. Le rotor 102, de forme annulaire, comporte un corps de rotor 107 et un bobinage 108 enroulé dans des encoches du corps de rotor 107. Dans l'exemple illustré, la machine électrique tournante formée par le démarreur 101 est de type à six pôles. Le bobinage 108 forme, de part et d'autre du corps de rotor 107, un chignon avant 109 et un chignon arrière 1 10. [044] Le rotor 102 est pourvu, à l'arrière, d'un collecteur 1 12 comprenant une pluralité de pièces de contact, ici des lames électriquement conductrices telles que des lames en cuivre, connectées électriquement aux éléments conducteurs, formés dans l'exemple considéré par des fils, du bobinage 108. Les lames du collecteur sont portées par un support en matière plastique solidaire de l'arbre. Le support du collecteur est, pour une bonne tenue en température, en matière plastique thermodurcissable, telle qu'une matière plastique phénolique thermodurcissable par exemple de la bakélite. Un groupe de balais 1 13 et 1 14, ici radiaux, est prévu pour l'alimentation électrique du bobinage 108, l'un des balais 1 13 étant relié à la masse du démarreur 101 et un autre des balais 1 14 étant relié à une borne électrique 1 15 d'un contacteur 1 17 via un fil 1 16. Les balais sont par exemple au nombre de quatre ou de six pour une application « Stop and Start ». Les balais 1 13 et 1 14 viennent frotter sur les lames du collecteur 1 12 lorsque le rotor 102 est en rotation, permettant l'alimentation du bobinage 108 du rotor 102 par commutation du courant électrique dans les conducteurs du rotor 102.

[045] Le démarreur 101 comporte en outre un ensemble lanceur 1 19 monté de manière coulissante sur un arbre d'entraînement 1 18 destiné à être entraîné en rotation autour de l'axe X par le rotor 102 lorsque le bobinage 108 est alimenté électriquement. Un ensemble réducteur de vitesse 120 est interposé entre l'arbre du rotor 102' et l'arbre d'entraînement 1 18, de manière connue en soi. En variante, le démarreur 101 peut être du type 'Direct Drive', dépourvu de réducteur de vitesse. L'arbre 102' est donc distinct ou confondu avec l'arbre 102' du rotor 102. L'ensemble lanceur 1 19 comporte un élément d'entraînement 121 destiné à s'engager sur un organe d'entraînement du moteur à combustion, non représenté. Cet organe d'entraînement 121 est dans un mode de réalisation une poulie recevant une courroie coopérant avec une poulie du vilebrequin du moteur à combustion interne. [046] La poulie 121 peut être remplacée dans un autre mode de réalisation par un élément d'engrenage, le plus souvent un pignon, configuré pour entraîner en rotation une couronne dentée de démarrage reliée de manière rigide ou élastique au vilebrequin du moteur à combustion. L'ensemble lanceur 1 19 comprend en outre une roue libre 122 et un entraîneur 123 définissant avec la roue libre 122 une gorge 124 pour recevoir l'extrémité 125 d'une fourchette 127. La roue libre 122, telle qu'une roue libre à galets, est intercalée entre le pignon 121 et l'entraîneur 123 présentant à sa périphérie interne des cannelures de forme hélicoïdale venant en prise de manière complémentaire de forme hélicoïdale ménagées à la périphérie externe de l'arbre 1 18. Cette fourchette 127 est réalisée par exemple par moulage d'une matière plastique. Cette fourchette 127, de manière connue, présente un point intermédiaire de pivotement et une extrémité supérieure reliée à articulation à une tige attelée au noyau mobile d'un contacteur électromagnétique 1 17. Ce noyau mobile est destiné à agir sur un poussoir portant un contact mobile en forme de plaquette destinée à venir en contact avec la borne 1 15 reliée au balai 1 et avec une borne 129 reliée via un élément de liaison électrique, notamment un fiM 30, à une alimentation électrique du véhicule, notamment une batterie. [047] Pour plus de précisions sur le contacteur 1 17 et d'une manière générale sur le démarreur on se reportera par exemple au document US 7 375 606, sachant que la culasse du moteur électrique appartient au carter du démarreur. La fourchette 127 est ainsi actionnée par le noyau mobile du contacteur 1 17 pour déplacer l'ensemble lanceur 1 19 par rapport à l'arbre d'entraînement 1 18, suivant l'axe X, entre une première position dans laquelle le contact mobile du contacteur 1 17 est en contact avec les bornes 1 15, 129 et alimente électriquement le bobinage 108 du rotor 102 pour faire tourner le rotor 102 et entraîner l'organe d'entraînement du moteur à combustion par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement 121 , et une deuxième position dans laquelle l'ensemble lanceur 1 19 est désengagé de l'organe d'entraînement du moteur à combustion et le contact mobile désengagé des bornes 1 15, 129.

[048] Les Figures 4 et 5 montrent le rotor 102 monté sur l'arbre 102' qui porte le colleteur 1 12 du type « tambour ». Ce collecteur 1 12 présente les lames électriquement conductrices référencées 131 qui s'étendent longitudinalement côte à côte sur sa périphérie externe. Le rotor 102 présente également les encoches 133 ménagées longitudinalement dans le corps en forme de paquet de tôle du rotor 102. Pour former le bobinage 108, au moins deux conducteurs 134 dont les extrémités sont soudées sur les lames 131 sont enfilés à l'intérieur de chacune de ces encoches 133. Les lames 131 et les conducteurs 134 sont dans un mode de réalisation en cuivre.

[049] Plus précisément, chaque conducteur 134 est ici revêtu d'une couche électriquement isolante, telle que de l'émail, et présente deux branches 135.1 , 135.2 reliées par un fond 136 (visible sur la Figure 4) de manière à former un U. Les extrémités 137.1 , 137.2 d'un conducteur sont constituées par les extrémités de chaque branche 135.1 , 135.2. Ces conducteurs 134, dont les extrémités 137.1 , 137.2 sont soudées sur les lames 131 , sont enfilés à l'intérieur des encoches 133 sur deux couches distinctes : la couche supérieure et la couche inférieure. Si une des branches 135.1 , 135.2 est positionnée dans la couche inférieure alors l'autre branche 135.1 , 135.2 se situe dans la couche supérieure ou réciproquement. La section transversale des conducteurs 134 du bobinage peut être ronde ou carrée ou rectangulaire.

[050] Aux extrémités des lames 131 dirigées vers l'induit 102 sont ménagés des talons 139 disposés en couronne autour du collecteur 1 12 en prolongement radial des lames 131 . Dans la partie médiane des talons 139 ont été prévues des échancrures 140 dont la forme en V tronqué de chacune est apte à recouvrir au moins toute ou partie de l'extrémité du conducteur 134 appartenant à la couche inférieure des conducteurs. Les conducteurs sont soudés sur le talon 139 correspondant.

[051] La Figure 6 représente l'isolant d'encoche 142 positionné autour des branches des conducteurs 134 qui a ici une forme de S. Cet isolant 142 permet de ne pas blesser les conducteurs (revêtus d'une mince couche d'émail) lors de leur montage dans le paquet de tôles du rotor 102 doté par définition de bavures et cannelé pour montage à force du paquet de tôles du rotor 102. Cela isole également électriquement les conducteurs 134 par rapport au paquet de tôles relié à la masse via le carter du démarreur 101 . En outre, le jeu entre l'isolant 142 et les bords des encoches 133 est comblé par un vernis d'imprégnation.

[052] Une frette 144 en matière électriquement isolante visible sur la Figure 4 est enfilée autour des extrémités des conducteurs 134. Cette frette 144 assure une retenue radiale des conducteurs 134, évitant que les effets de la force centrifuge s'exercent sur les soudures des extrémités 137.1 , 137.2 des conducteurs entre elles et sur les lames 131 du collecteur.

[053] L'écart entre les deux branches 135.1 , 135.2 d'un même conducteur au niveau des encoches 133 est appelé le pas d'encoches k. Si une des branches 135.1 , 135.1 d'un conducteur est engagée à l'intérieur de l'encoche N, et que l'autre branche est engagée dans l'encoche N+k, le pas d'encoche est égal à k. Autrement dit, le pas d'encoche k est égal au nombre d'encoches 133 séparant les deux encoches 133 accueillant les branches 135.1 , 135.2 d'un même conducteur 134 plus un.

[054] De façon analogue, l'écart entre les deux extrémités 137.1 , 137.2 d'un même conducteur au niveau des lames est appelé le pas de lame I. Si une des extrémités 137.1 d'un conducteur 134 est soudée sur la lame M, et que l'autre extrémité est soudée dans la lame M+l, le pas de lame est égal à I. Autrement dit, le pas de lames I est égal au nombre de lames 131 séparant les deux lames 131 sur lesquelles sont soudées les extrémités d'un même conducteur 134 plus un.

[055] La Figure 7 montre un rotor 102 selon l'invention comportant 25 lames numérotées de 1 à 25 et 25 encoches correspondantes. Conformément à l'invention, le rotor 102 est bobiné suivant un pas d'encoche k valant 3 et un pas de lame I valant 8. Ce rotor est monté à l'intérieur d'un stator comportant trois paires de pôles. Dans un mode de réalisation il s'agit de trois paires d'aimant à action radiale du type Nord Sud répartis circonférentiellement de manière alternée. Lorsque le rotor tourne à l'intérieur du stator, il se produit pour un conducteur 134 relié à une lame 131 donnée du collecteur une variation du champ magnétique produit par les aimants.

[056] De préférence, chaque conducteur 134 du bobinage présente une symétrie par rapport à un rayon de symétrie Rs du rotor 102. C'est-à-dire que l'angle a1 formé par le rayon Rs et le rayon du rotor 102 passant par la section transversale d'une branche 135.1 du conducteur 134 est égal à l'angle a2 formé par le rayon Rs et le rayon du rotor passant par la section transversale de l'autre branche 135.2 du conducteur. De plus, l'angle a3 formé par le rayon Rs et le rayon du rotor 102 passant par la section transversale d'une des extrémités du conducteur est égal à l'angle a4 formé par le rayon Rs et le rayon du rotor 102 passant par l'autre extrémité du conducteur 134.

[057] A cet effet selon une caractéristique, par rapport aux structures de rotor connues (cf Figure 1 dans laquelle les encoches 133 se situent en face des lames 131 ), les encoches 133 sont décalées par rapport aux lames 131 , de sorte que chaque encoche 133 se situe en face d'une jonction entre deux lames 131 .

[058] Ainsi pour cette configuration (k=3, l=8), si une extrémité 137.1 d'un conducteur 134 est soudée à la lame N, une de ses branches 135.1 passe dans l'encoche située entre les lames N+2 et N+3, et son autre branche 135.2 repasse dans l'encoche située entre les lames N+5 et N+6, l'autre extrémité 137.2 étant soudée à la lame N+8. Un exemple de connexion d'un conducteur 134 est donné sur la Figure 7 pour N=1 , son extrémité 137.1 étant soudée sur la lame 1 , une de ses branches 135.1 passant dans l'encoche située entre les lames numéro 3 et 4, et son autre branche 135.2 repassant dans l'encoche située entre les lames numéro 6 et 7, l'autre extrémité 137.2 étant soudée sur la lame numéro 9.

[059] La Figure 9 montre une variante de réalisation de l'invention dans laquelle le rotor 102 est bobiné suivant un pas d'encoche k valant 5 et un pas de lame I valant 8. Dans cette variante, on conserve la symétrie dans le bobinage par rapport au rayon Rs, les encoches 133 étant décalées par rapport aux lames 131 de manière à se retrouver chacune en face d'une jonction entre deux lames 131 . [060] Ainsi, pour cette configuration (k=5, l=8), si une extrémité 137.1 d'un conducteur 134 est soudée à la lame N, une de ses branches 135.1 passe dans l'encoche 133 située entre les lames N+1 et N+2, et son autre branche 135.2 repasse dans l'encoche 133 située entre la lame N+6 et la lame N+7, et l'autre extrémité sera soudée à la lame N+8. Un exemple de connexion d'un conducteur 134 est donné sur la Figure 9 pour N=1 , son extrémité 137.1 étant soudée sur la lame 1 , une de ses branches 135.1 passant dans l'encoche située entre les lames 2 et 3, et son autre branche 135.2 repassant dans l'encoche située entre les lames 7 et 8, l'autre extrémité étant soudée sur la lame 9.

[061] Les Figures 8a et 10a montrent respectivement les forces électromotrices FEM obtenues en fonction de l'angle de rotation pour les bobinages réalisés selon la Figure 7 (k=3 et l=8) et la Figure 9 (k=5, l=8). Par rapport à la courbe de la Figure 2a, on s'aperçoit que le palier P de la zone de commutation a disparu, les courbes des Figures 8a et 10a présentant dans cette zone une forme linéaire et abrupte dépourvue de point d'inflexion qui permet de faciliter la commutation au niveau des conducteurs 134 du rotor 102, à condition d'effectuer de préférence un décalage angulaire de plusieurs degrés de l'inducteur par rapport aux balais (et vice versa).

[062] Dans un exemple de réalisation, les pentes K2 et K3 des courbes des Figures 8a et 10a sont comprises de préférence entre 1 .5 et 100 fois l'amplitude du signal de la force électromotrice FEM en fonction de l'angle pour pi radians de variation d'angle.

[063] Cette pente est ainsi beaucoup plus importante que celle K1 du palier P de la courbe de la Figure 2a qui est comprise entre 0 et 1 fois l'amplitude du signal de la force électromotrice FEM en fonction de l'angle pour pi radians de variation d'angle (elle vaut environ 0.7 sur la Figure 2a). [064] Par ailleurs, le décalage angulaire des balais 1 13, 1 14 par rapport au stator 103 est compris entre 1 et 45 degrés électriques, soit entre 1/3 et 15 degrés mécaniques pour une machine à 3 paires de pôles. Ce décalage angulaire des balais 1 13, 1 14 est effectué vers l'arrière, c'est-à-dire dans le sens opposé à celui de la rotation de l'induit 102 s'agissant d'un moteur et pas d'un générateur.

[065] En outre, on remarque que les amplitudes du 5 ^eme et du 7 ^eme harmoniques obtenus avec le bobinage présentant un pas d'encoche k=5 (cf Figure 10b) sont plus faibles que celles des harmoniques obtenus pour un bobinage présentant un pas d'encoche k=4 (cf Figure 2b) ou K= 3 (cf Figure 8b). Le bobinage réalisé avec k=5 correspond ainsi à la configuration optimum de l'invention. Dans tous les cas (K=3 ou 5) l'induit est bobiné de manière à bénéficier de formes d'ondes de forme linéaire et abrupte dans la région de commutation (Fem égale à 0 dans les figures 8a et 10a ). La largeur angulaire dans la région face aux pôles inducteurs (Fem maximum dans les courbes des figures 2a , 8a et 10a) devient plus faible avec K = 3 ou 5). La diminution de la largeur angulaire est un inconvénient, mais on obtient un avantage plus important du fait de la facilité d'amélioration de la commutation en décalant angulairement un profil linéaire et abrupt dans la région de commutation, plutôt qu'un profil avec plateau. On décale angulairement les encoches par rapport aux lames.

[066] L'invention permet de mettre en place des conditions analogues à celle obtenues avec un inducteur de type Halbach localement sinus dans la zone de commutation comme décrit dans le document FR A 2 910 192 auquel on se reportera pour plus de précisions, mais en conservant un inducteur simple à ferrites à aimantation radiale. On parle alors de système de type Halbach « électrique » (induit) plutôt que « magnétique » (produit), avec un avantage en termes de simplicité d'inducteur, l'induit adapté n'étant pas plus compliqué à réaliser.

[067] Bien entendu en variante la machine électrique tournante, telle qu'un démarreur 101 pour véhicule automobile, comporte un stator 103 comprenant une structure aimantée à aimantation permanente 105 du type Halbach. On fait appel à une structure du type Halbach s'étendant suivant une circonférence du stator pour augmenter les forces magnétiques. Plus précisément en variante les six pôles appartiennent à une structure du type Halbach décrite dans le document FR A 2910 192. Ainsi entre deux aimants consécutifs à action radiale (direction du champ magnétique radiale), sont disposés trois aimants permanents dont :

- un aimant ayant une direction d'aimantation sensiblement orthoradiale perpendiculaire à la direction radiale, et

- de part et d'autre de cet aimant 56, deux aimants ayant une direction d'aimantation différente des directions radiale et orthoradiale. Dans l'exemple considéré, la direction d'aimantation est sensiblement uniforme au sein de chaque aimant et forme avec la direction radiale un angle d'environ 45°.

[068] Pour plus de précision on se reportera aux figures 2 et 3 de ce document FR A 2910 192 sachant que le rotor traverse le stator comme visible à la figure 3. Lorsque le rotor tourne à l'intérieur du stator il se produit pour une lame 131 donnée du collecteur une variation du champ magnétique induit par les aimants. Une telle structure permet de concentrer l'énergie magnétique vers l'entrefer entre le rotor 102 et le stator, ce qui correspond à une réduction significative de l'induction à l'extérieur de la structure aimantée et une augmentation significative de l'induction vers l'intérieur. Dans un mode de réalisation les aimants sont en terre rare, par exemple en une structure Neodyme fer bore (NdFeB) ou en variante en une structure Samarium Cobalt pour augmenter les forces magnétiques.