BRPI0205506B1 - processo de fabricação de um rotor de máquina elétrica giratória, e, rotor de máquina elétrica giratória - Google Patents

Abstract

"processo de fabricação de um rotor de máquina elétrica giratória, e, rotor de máquina elétrica giratória". a invenção propõe um processo de fabricação de um rotor (12) de máquina elétrica giratória que compreende um núcleo (14) sobre o qual é realizada pelo menos uma bobina elétrica (16) que compreende pelo menos um elemento condutor elétrico (18) que é revestido com uma camada externa de ligação (32), do tipo cuja etapa de enrolamento é seguida por uma etapa de mudança de estado que provoca o amolecimento do material de ligação e depois que provoca de novo sua solidificação, caracterizado pelo fato de que o enrolamento do elemento condutor (18) é realizado sobre a parede cilíndrica convexa externa (40) de um elemento tubular (42) do núcleo, e pelo fato de que depois da dita etapa de mudança de estado o elemento tubular (42) é montado em um corpo (44) de núcleo, de modo a minimizar o gradiente de temperatura na bobina (16) por ocasião da etapa de mudança de estado.

Description

“PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UM ROTOR DE MÁQUINA ELÉTRICA GIRATÓRIA, E, ROTOR DE MÁQUINA ELÉTRICA GIRATÓRIA” Domínio da invenção A invenção propõe um processo de fabricação de um rotor para uma máquina elétrica giratória.

Estado da técnica De modo conhecido, as máquinas elétricas giratórias compreendem um rotor e um estator em cada um dos quais pode ser realizada uma bobina elétrica. A máquina elétrica giratória pode ser um altemador que permite transformar um movimento de rotação do rotor em uma corrente elétrica, como descrito por exemplo no documento WO 01/93406. A máquina elétrica pode também ser um motor que permite transformar uma corrente elétrica que atravessa uma bobina do rotor em um movimento de rotação do rotor. A máquina pode ser reversível e portanto transformar a energia mecânica em energia elétrica e vice-versa como descrito por exemplo no documento WO 01/69762. O altemador permite portanto nesse caso dar a partida no motor do veículo automóvel.

Cada bobina elétrica consiste em um enrolamento de pelo menos um elemento condutor elétrico que é revestido com uma camada feita de material isolante elétrico. Em seção transversal, uma bobina é portanto constituída por uma justaposição horizontal e vertical de segmentos do elemento condutor elétrico que são ligados entre si por um vemiz. A bobina do rotor de uma máquina elétrica giratória é geralmente realizada em um corpo de bobina, feito de matéria plástica isolante elétrica, que consiste em um elemento anular do qual uma meia seção axial tem a forma de um U. O corpo de bobina permite guiar o elemento condutor elétrico por ocasião de seu enrolamento. No entanto é freqüente que as abas transversais do corpo de bobina se afastem ligeiramente uma da outra, provocando assim uma má bobinagem. O elemento condutor elétrico pode se prender nas abas transversais sobrelevadas de pétalas. Por ocasião do transporte antes da impregnação do verniz, pode ocorrer um afundamento parcial radial de certos segmentos do elemento condutor elétrico da bobina, o que afasta os flancos do corpo de bobina e provoca seu alargamento. Assim quando se vem intercalar a bobina realizada entre as duas rodas polares, o alargamento é compactado o que apresenta o risco de destruir a camada isolante elétrica, notadamente aquela dos filamentos axiais do condutor, e assim criar contatos entre eles que provocam uma perda de resistência. Além disso, o alargamento radial pode impedir o contato entre o núcleo sobre o qual são montadas a bobina e as duas rodas polares, o que cria um entreferro parasita do núcleo em relação às rodas polares, e em consequência disso uma perda de potência e de rendimento da máquina elétrica giratória.

Verniz é em seguida depositado sobre a bobina e depois é endurecido configurando assim os defeitos da bobina. O endurecimento do verniz pode ser obtido por aquecimento da bobina em uma estufa. Essa etapa é portanto muito longa.

Além disso, o corpo de bobina, geralmente feito de plástico, forma uma tela térmica entre a bobina, o núcleo, e as rodas polares, o que prejudica a transferência e a dissipação do calor produzido pela passagem da corrente no elemento condutor elétrico, por ocasião do funcionamento da máquina elétrica giratória, e diminui o rendimento da máquina elétrica giratória.

De modo a limitar esses problemas, de acordo com o pedido de patente francês No. 00.06853 de 29 de maio de 2000 publicado sob o número FR-A-2 809 546, uma outra solução consiste em utilizar um elemento condutor elétrico que é revestido com pelo menos uma camada feita de material isolante elétrico e que é coberto com uma camada de ligação que compreende um material de ligação que permite ligar entre si segmentos adjacentes do elemento condutor elétrico coberto. O material de ligação pode também ligar a bobina e o núcleo. E desse modo possível suprimir o corpo de bobina de modo a favorecer a transferência e a dissipação do calor produzido no enrolamento por ocasião do funcionamento do rotor.

Para fazer isso, por ocasião da etapa de enrolamento, o elemento condutor elétrico revestido e coberto pode ser guiado transversalmente por dois flanges transversais que determinam a largura da bobina. Os dois flanges transversais permitindo a retenção do elemento condutor elétrico revestido e coberto.

Em seguida, o processo de fabricação de um tal enrolamento compreende uma etapa de mudança de estado do material de ligação que consiste em provocar seu amolecimento ou sua fusão para que ele preencha pelo menos parcialmente os interstícios existentes entre os segmentos adjacentes do elemento condutor e depois que provoque de novo sua solidificação e ligue entre si os segmentos adjacentes do elemento condutor. A etapa de mudança de estado pode nesse caso compreender uma etapa de aquecimento do material de ligação. Essa última pode ser realizada dentro de uma estufa. No entanto, é vantajoso provocar o amolecimento ou a fusão do material de ligação por aquecimento do elemento condutor por efeito joule. Para fazer isso, é necessário fazer uma corrente de uma intensidade suficiente circular no elemento condutor de modo a provocar seu aquecimento.

No entanto, o núcleo do rotor que consiste em uma peça maciça que é de preferência feita de aço magnético e que tem tendência a absorver o calor produzido por efeito Joule na bobina. A transferência e a dispersão do calor da bobina para o núcleo do rotor provoca um gradiente de temperatura na bobina.

De fato, uma parte do calor produzido pelas espiras interiores do enrolamento, quer dizer as espiras situadas em contato ou na proximidade do núcleo, é absorvida pelo núcleo o que limita o aumento da temperatura das mesmas.

Devido a isso, no final da etapa de aquecimento, a temperatura atingida pelo material de ligação que cobre as espiras interiores do elemento condutor é inferior à temperatura atingida pelo material de ligação das outras espiras. A diferença entre essas duas temperaturas pode atingir várias dezenas de graus Celsius.

Visto que a temperatura do elemento condutor deve permanecer inferior a uma temperatura máxima, de modo a não danificar a camada de material isolante elétrico, a temperatura atingida pelo material de ligação que cobre as espiras interiores do elemento condutor é geralmente inferior à temperatura de amolecimento ou de fusão do material de ligação.

Em conseqüência disso, o material de ligação não pode ligar entre si os segmentos adjacentes das espiras interiores do elemento condutor.

Isso é prejudicial aos desempenhos da máquina elétrica giratória.

Por exemplo, por ocasião do funcionamento da máquina elétrica giratória, as espiras inferiores da bobina podem vibrar o que provoca ruído. A separação da bobina em relação ao núcleo pode também provocar ruído.

As vibrações das espiras interiores umas sobre as outras favorecem o desgaste da camada feita de material isolante, o que aumenta o risco de curtos-circuitos.

Além disso, um tal processo não permite utilizar rodas polares de meio núcleo, quer dizer rodas polares que são realizadas em uma só peça com uma parte do núcleo. De fato, as garras se estendem axialmente acima dos meio núcleos das rodas polares e, em conseqüência disso, impedem a bobinagem do elemento condutor sobre o núcleo.

Objeto da invenção Com o objetivo de corrigir esses inconvenientes, a invenção propõe um processo de fabricação de um rotor de máquina elétrica giratória que compreende um núcleo sobre o qual é realizada pelo menos uma bobina elétrica que compreende pelo menos um elemento condutor elétrico que é enrolado de modo a formar a bobina, que é revestido com pelo menos uma camada feita de material isolante elétrico, e que é coberto com uma camada externa de ligação que compreende um material de ligação que permite ligar entre si segmentos adjacentes do elemento condutor revestido, do tipo cuja etapa de enrolamento é seguida por uma etapa de mudança de estado, notadamente por aquecimento por efeito Joule de um elemento condutor, que provoca o amolecimento ou a fusão do material de ligação para que ele preencha pelo menos parcialmente os interstícios existentes entre os segmentos adjacentes do elemento condutor enrolado, e depois que provoca de novo sua solidificação para ligar entre si os segmentos adjacentes do elemento condutor enrolado. O processo de fabricação é caracterizado pelo fato de que o enrolamento do elemento condutor é realizado sobre a parede cilíndrica convexa externa de um elemento tubular do núcleo, e pelo fato de que depois da dita etapa de mudança de estado o elemento tubular é montado em um corpo do núcleo, de modo a minimizar o gradiente de temperatura na bobina por ocasião da etapa de mudança de estado.

Graças à invenção, é possível utilizar rodas polares de meio núcleo. Essas rodas polares são robustas de modo que é possível interpor ímãs entre as garras das rodas polares como descrito por exemplo no documento FR-A-2 793 085. E desse modo possível aumentar a potência da máquina elétrica giratória graças à presença dos ímãs permanentes.

Será notado por outro lado que obtém-se uma melhor dissipação térmica entre a bobina elétrica indutora e as rodas polares do rotor.

Por outro lado o elemento tubular do núcleo participa para a obtenção de um bom fluxo magnético quando a bobina elétrica é ativada para a obtenção de pólos Norte e Sul ao nível das garras. O elemento tubular permite reduzir a espessura dos meio núcleos das rodas polares, naturalmente dentro dos limites definidos por uma boa resistência à centrifugação das rodas polares. A obtenção por foijadura das rodas polares é facilitada, essas últimas sendo mais homogêneas.

Obtém-se uma boa resistência do elemento tubular do núcleo aos aciclismos gerados pelo motor térmico do veículo.

Graças à invenção é possível aumentar o diâmetro externo das rodas polares visto que essas últimas são mais robustas devido à presença de meio núcleos de modo que a potência da máquina pode ser aumentada e o ruído magnético diminuído.

Além disso há pequenos gradientes de temperatura entre o elemento tubular de núcleo e a bobina devido ao fato de que o elemento tubular tem uma pequena espessura em relação a um núcleo clássico.

De acordo com outras características da invenção: - a montagem do elemento tubular e do corpo de núcleo é realizada por encaixe a quente; - a montagem do elemento tubular e do corpo do núcleo é realizada por colagem; - o núcleo compreende um elemento tubular externo na parede cilíndrica convexa do qual é realizada a bobina; - a parede cilíndrica interna do elemento tubular compreende pelo menos uma forma vazada ou saliente que opera junto com uma forma saliente ou vazada complementar do corpo de núcleo de modo a bloquear a rotação do elemento tubular em relação ao corpo de núcleo; - o elemento tubular consiste em uma folha metálica enrolada em forma de tubo e soldada; - o corpo de núcleo é formado em duas partes substancialmente cilíndricas que se estendem axialmente uma na direção da outra, cada uma delas a partir de uma face transversal de uma roda polar do rotor; - o elemento tubular contém aço; - o elemento tubular contém alumínio; - pelo menos uma face do elemento tubular é anodizada; - um elemento isolante elétrico é interposto axialmente entre a bobina e a parede cilíndrica convexa externa do elemento tubular do núcleo e assegura a resistência mecânica da bobina e do elemento tubular; - o material de ligação da camada externa de ligação é um polímero do tipo termo-endurecível; - o material de ligação da camada externa de ligação é um polímero do tipo termoplástico.

Breve descrição dos desenhos Outras características e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição detalhada que se segue para a compreensão da qual se recorrerá aos desenhos anexos nos quais: - a figura 1 representa de modo esquemático em seção parcial uma maquina elétrica giratória da qual a bobina do rotor é realizada com um fio revestido com uma camada feita de material isolante e coberto por um material de ligação; - a figura 2 representa em escala ampliada o detalhe D2 da figura 1, antes da etapa de mudança de estado do material de ligação; - a figura 3 é uma vista similar à vista representada na figura 2 depois da etapa de mudança de estado do material de ligação de acordo com o estado da técnica; - a figura 4 é uma vista em corte axial parcial da bobina realizada de acordo com a invenção; - as figuras 5 a 8 são vistas em corte transversal da bobina realizada de acordo com variantes de um primeiro modo de realização da invenção; - a figura 9 é uma vista em perspectiva explodida de um rotor construído de acordo com um segundo modo de realização da invenção; - a figura 10 é uma vista em corte axial parcial do rotor do qual a bobina é realizada de acordo com o segundo modo de realização da invenção; - as figuras 11 a 14 são vistas em corte axial parcial do rotor do qual a bobina é realizada de acordo com variantes da invenção.

Descrição de modos de realização preferenciais da invenção Foi representado na figura 1, de modo esquemático, um altemador 10 constituído principalmente por um cárter 11 feito em duas partes que leva interiormente dois órgãos principais que são um rotor 12 e um estator 13. O estator 13 circunda o rotor 12 que é solidário de um eixo 15 de saída de eixo de rotação A, na extremidade traseira da qual dois anéis coletores 17 são fixados. O rotor 12 é principalmente composto por um núcleo 14 sobre o qual é realizada uma bobina elétrica 16. A bobina elétrica 16 é por exemplo constituída pelo enrolamento em espiras de um elemento condutor elétrico, tal como um fio de cobre, que é revestido com pelo menos uma camada feita de material isolante elétrico. O rotor 12 é aqui um rotor de garras que é constituído pela bobina elétrica 16 cilíndrica que é montada entre dois pratos 22 e 24 que compreendem cada um deles garras 26 e 28 respectivamente, que se estendem axialmente na direção do outro prato 24 e 22. As garras 26 e 28 são deslocadas angularmente uma em relação à outra de modo que uma garra 26 do prato 22 se intercala entre duas garras 28 adjacentes do prato 24, e inversamente. Para mis precisões, se recorrerá ao documento EP-B-0.515.259 ou ao documento WO 01/93406 quer mostram também o rotor de uma máquina elétrica giratória e mais especialmente um altemador.

Os pratos 22, 24 assim como suas garras 26, 28 respectivas são aqui chamados de rodas polares 23 e 25. A figura 2 representa em escala ampliada, de acordo com uma seção transversal, uma parte do enrolamento do elemento condutor 18 revestido com uma camada 30 de material isolante elétrico. O elemento condutor 18 revestido é também coberto com uma camada de ligação 32 feita de material de ligação que permite ligar entre si segmentos adjacentes do elemento condutor 18.

De modo conhecido, de acordo com a figura 2, uma folha 34 isolante elétrica é interposta entre a bobina elétrica 16 e o núcleo 14. Ela permite diminuir ou suprimir os riscos de curtos-circuitos entre a bobina 16 e o núcleo 14. O material da folha 34 isolante elétrica pode também ser condutor térmico. Isso permite, por ocasião do funcionamento da máquina elétrica giratória, favorecer a evacuação, na direção do núcleo 14, do calor produzido pela circulação da corrente elétrica no elemento condutor 18. A folha 34 isolante pode também se estender sobre as paredes transversais da bobina 16 de modo a suprimir os riscos de curtos-circuitos entre ao bobina 16 e as rodas polares, não representadas, da máquina elétrica giratória. A folha isolante 34 pode compreender um elemento de estrutura isolante elétrico, tal como papel ou tecido isolante, do qual pelo menos uma das faces é pelo menos parcialmente coberta com um material de ligação.

Vantajosamente, o material de ligação da folha isolante é compatível quimicamente com o material de ligação da camada 32.

Por ocasião da fabricação do rotor 12, a ligação dos segmentos adjacentes do elemento condutor 18 é vantajosamente obtida através de uma etapa de mudança de estado do material da camada de ligação 32. A etapa de mudança de estado provoca o amolecimento ou a fusão do material de ligação para que ele preencha pelo menos parcialmente os interstícios existentes entre os segmentos adjacentes do elemento conduto 18 e depois provoque de novo sua solidificação e ligue entre si os segmentos adjacentes do elemento condutor 18. A etapa de mudança de estado corresponde a uma modificação da estrutura o material de ligação, quer dizer um movimento de alguns dos átomos que o constituem uns em relação aos outros. A etapa de mudança de estado do material compreende uma etapa de aquecimento da camada de ligação a uma temperatura de endurecimento que é superior ou igual à temperatura de fusão do material de ligação, de modo a fazer o mesmo fundir ou amolecer para que ele escorra ou flua de modo a preencher de preferência quase inteiramente os interstícios existentes entre os segmentos adjacentes do elemento condutor 18. A etapa de aquecimento é seguida por uma etapa de resfriamento no decorrer da qual o material de ligação endurece ou se solidifica de novo. A temperatura de endurecimento ou de solidificação do material de ligação é a temperatura a partir da qual a estrutura do material é modificada de modo que o material permita a ligação dos elementos com os quais ele está pelo menos parcialmente em contato. O material de ligação é vantajosamente um polímero.

Assim, quando o polímero é de tipo termo-endurecível, na seqüência da descrição assim como nas reivindicações será chamada de temperatura de endurecimento sua temperatura de reticulação.

Assim, quando o polímero é de tipo termoplástico, na seqüência da descrição assim como nas reivindicações será chamada de temperatura de endurecimento sua temperatura de fusão.

Quando o material de ligação é um polímero,a etapa de aquecimento permite sua polimerização e a etapa de resfriamento permite sua solidificação o que assegura a ligação rígida dos segmentos adjacentes do elemento condutor 18 revestido.

Quando a folha isolante 34 é revestida com um material de ligação tal como um polímero, as etapas de aquecimento a uma temperatura superior ou igual à temperatura de endurecimento do material de ligação e de resfriamento permitem ligar a mesma ao núcleo 14 do rotor 12 e reforçar sua ligação com os segmentos adjacentes do elemento condutor 18 revestido. A etapa de aquecimento consiste em aquecer o elemento condutor elétrico 18 revestido e coberto por efeito Joule de modo a levar a temperatura do material de ligação a uma temperatura superior ou igual a sua temperatura de endurecimento.

No entanto, a folha isolante 34 permite a transferência do calor produzido por efeito Joule da bobina para o núcleo 14. Essa transferência térmica provoca um gradiente de temperatura no interior da bobina 16. As espiras interiores do enrolamento da bobina 16 que estão situadas na proximidade do núcleo 14 estão a uma temperatura inferior à temperatura das outras espiras do enrolamento da bobina 16.

Visto que uma quantidade de calor grande é transferida das espiras interiores para o núcleo 14, a temperatura dessas espiras não aumenta suficientemente, para permitir a polimerização do material de ligação, impedido assim a ligação entre os segmentos adjacentes das espiras interiores do elemento condutor 18.

Por exemplo quando a temperatura das espiras exteriores é da ordem de 240°C, quer dizer superior à temperatura de endurecimento que é da ordem de 200°C, a temperatura das espiras interiores é da ordem de 130°C, a temperatura do núcleo 14 tendo aumentado de algumas dezenas de graus. A temperatura da ordem de 130°C das espiras interiores não permite a mudança de estado do material de ligação. A figura 3 representa parcialmente uma zona interior da bobina 16 do rotor 14 da qual a camada de ligação 32 das espiras interiores não mudou de estado, enquanto que a camada de ligação das espiras situadas na direção do exterior polimerizou de modo a ligar as mesmas entre si.

Além disso, tal como descrito precedentemente, um tal processo de fabricação do rotor 12 não permite utilizar rodas polares de meio núcleo. Isso diminui o rendimento da máquina elétrica giratória.

Também, quando o rotor 12 compreende duas rodas polares 23 e 25 e um núcleo 14 separados, existem duas faces de contato situadas 31, 33 de um lado e de outro das faces transversais do núcleo 14, criando assim dois entreferros parasitas prejudiciais ao rendimento da máquina elétrica giratória.

Além disso, por ocasião de seu funcionamento, as forças produzidas pela rotação do rotor 12 têm tendência a provocar o afastamento axial das rodas polares 23 e 25 e notadamente de suas garras 26 e 28. Para limitar esse fenômeno é necessário enrijecer as rodas polares 23, 25. O enrijecimento pode ser obtido pelo aumento das dimensões das rodas polares 23, 25 o que aumenta o peso do rotor 12 e diminui os desempenhos da máquina elétrica giratória. O enrijecimento pode também ser obtido pela utilização de rodas polares de meio núcleo, o que pode ser dificilmente considerado com o processo de fabricação utilizado. De fato, as garras das rodas polares de meio núcleo atrapalham a bobinagem do elemento condutor 18 sobre o núcleo 14.

Para corrigir esses inconvenientes a invenção propõe que o enrolamento do elemento condutor 18 seja realizado sobre a parede cilíndrica convexa externa 40 de um elemento tubular 42 de acordo com a figura 4.

De acordo com um primeiro modo de realização, o núcleo 14 é nesse caso constituído pelo elemento tubular 42 em forma de tubo do qual a espessura da parede é pequena em relação a seu diâmetro e por um corpo 44 de núcleo do qual o diâmetro exterior é substancialmente igual ao diâmetro interior do elemento tubular 42. O elemento tubular 42 pode consistir em um segmento de uma peça tubular, ele pode também consistir em uma folha metálica enrolada em forma de tubo e soldada. O elemento tubular 42 pode conter aço. Ele pode também conter alumínio e uma de suas faces pode ser anodizada.

Depois da etapa de mudança de estado o elemento tubular 42 é montado no corpo 44 de núcleo.

Assim, por ocasião da etapa de mudança de estado, o elemento tubular 42 não está montado no corpo 44 de núcleo. Em conseqüência disso, a pequena espessura de sua parede diminui sua massa e a capacidade de absorção térmica do núcleo 14. Isso diminui a transferência e a dispersão do calor e minimiza o gradiente de temperatura na bobina 16 por ocasião da etapa de mudança de estado do material de ligação. O processo de acordo com a invenção permite assim controlar a evolução da temperatura de bobinagem de modo a assegurar uma ligação ótima dos segmentos adjacentes do elemento condutor 18. A união do elemento tubular 42 e do corpo 44 do núcleo 14, pode ser realizada por colagem. Cola é nesse caso depositada sobre uma parede cilíndrica 46, 48 do elemento tubular 42 e/ou do corpo 44. A colagem, pode ser realizada a quente ou a frio. A união do elemento tubular 42 e do corpo 44 de núcleo pode também ser realizada por encaixe a quente. Nesse caso o diâmetro da parede cilíndrica interna 46 do elemento tubular 42 é inferior ao diâmetro de parede cilíndrica externa 48 do corpo 44. Para realizar a união a temperatura do elemento tubular 42 e/ou do corpo 44 é modificada para provocar uma variação de dimensão.

Por exemplo, o elemento tubular 42 é aquecido a uma temperatura chamada de temperatura de encaixe a quente para provocar sua dilatação de modo que seu diâmetro interior seja superior ao diâmetro exterior do corpo 44 para permitir o encaixe axial dos mesmos. O resfriamento do elemento tubular 42 provoca o retomo a suas dimensões iniciais de modo a realizar sua união com o corpo 44 por aperto radial. A temperatura de encaixe a quente deve ser superior à temperatura máxima de funcionamento de modo a limitar os riscos de desmontagem por ocasião do funcionamento da máquina elétrica giratória.

De modo a bloquear a rotação do elemento tubular 42 em relação ao corpo 44 de núcleo de acordo com as figuras 5 a 8, a parede cilíndrica interna 46 do elemento tubular 42 compreende pelo menos uma forma vazada ou saliente que opera junto com uma forma 52 saliente ou vazada complementar do corpo 44 de núcleo. A figura 5 representa uma forma 50 saliente da parede cilíndrica interna 46 do elemento tubular 42 que opera junto com uma forma 52 vazada complementar do corpo 44 de núcleo. Aqui as formas 50 e 52 são do tipo em cauda de andorinha. A figura 6 representa uma realização inversa da realização representada na figura precedente, quer dizer que a forma 50 é vazada na parede cilíndrica interna 46 do elemento tubular 42 e opera junto com uma forma 52 saliente complementar do corpo 44 de núcleo.

De acordo com as figuras 7 e 8, as formas 50 e 52 da parede interna 46 do elemento tubular 42 e do corpo 44 de núcleo respectivamente consistem em planos que operam juntos entre si de modo a bloquear a rotação do elemento tubular 42 em relação ao corpo 44 de núcleo.

Quando o elemento tubular 42 é montado no corpo 44, o núcleo 14 maciço favorece a absorção do calor produzido pela bobina 16 por ocasião do funcionamento da máquina elétrica giratória, o que otimiza seu rendimento.

De acordo com um segundo modo de realização representado nas figuras 9 e 10, o corpo 44 de núcleo é formado em duas partes 54, 56 substancialmente cilíndricas que se estendem axialmente uma na direção das outra, cada uma delas a partir de uma face transversal de uma roda polar 23, 25 do rotor 12. Chama-se assim as rodas polares 23, 25 de rodas polares de meio núcleo. A união do elemento tubular 42 com as duas partes 54 e 56 do corpo 44 de núcleo é realizada depois da etapa de mudança de estado de modo similar ao primeiro modo de realização.

Uma tal realização permite enrijecer, notadamente axialmente, as rodas polares 23 e 25 e aumentar a resistência das mesmas às tensões exteriores tais como a velocidade alta e às tensões interiores tais como as tensões vibratórias devidas às acelerações e às desacelerações.

Assim, é possível aumentar a velocidade de rotação do rotor 12 sem provocar o afastamento axial das garras 26 e 28 das rodas polares 23 e 25.

Pelas mesmas razoes, para uma velocidade de rotação constante é possível aumentar o diâmetro do rotor 12 em relação a um rotor realizado de acordo com o estado da técnica, o que aumenta os desempenhos da máquina elétrica giratória.

Além disso, as rodas polares de meio núcleo 23, 25 permitem diminuir os entreferros parasitas. De fato, existe uma única face de contato 58 no lugar de duas, criando assim um único entreferro, de acordo com a figura 7. Isso permite notadamente reduzir o ruído magnético e aumentar os desempenhos da máquina elétrica giratória.

Também é possível utilizar ímãs interpolares que permitem aumentar os desempenhos da máquina elétrica giratória. A descrição que precede não é limitativa. De fato, o elemento tubular 42 pode apresentar uma forma similar sem sair do campo de proteção da invenção. O elemento tubular 42 pode apresentar dois flancos anulares 60 que se estendem radialmente para o exterior do rotor 12, de acordo com a figura 11. Assim, a bobina 16 é mantida axialmente pelos flancos 60, o que permite notadamente facilitar as manipulações do enrolamento 16. Além disso, os flancos 60 podem apresentar, em sua borda periferia exterior entalhes que são destinados a receber saliências das rodas polares 23, 25 confrontantes de modo a impedir a rotação eventual da bobina e do elemento tubular 42 em relação ao corpo 44 de núcleo.

Naturalmente, é possível inverter as estruturas. Os entalhes sendo nesse caso realizados nas rodas polares 23, 25 e as saliências nos flancos 60.

As saliências ou os entalhes das rodas polares 23, 25 podem pertencer ao prato 22, 24 e/ou às garras 26 e 28.

Em variante, um dos flancos 60, a saber o flanco mais próximo dos anéis coletores, é prolongado em sua periferia externa por duas abas axiais que penetram cada uma delas em um vazio delimitado por duas garras consecutivas 26 ou 28. Guias são sobre-moldadas nessas abas.

As guias servem para a fixação dos fios de extremidade da bobina 16 ligados cada um deles em um dos anéis coletores.

Uma dessas guias é visível na figura 1.

Em todos os casos meios de bloqueio em rotação intervém entre pelo menos um dos flancos 60 e a roda polar 23, 25 adjacente a esse flanco 60.

De acordo com uma variante representada na figura 12, o elemento tubular 42 pode apresentar uma seção axial triangular que é complementar das duas partes 54 e 56 do corpo 44 que são nesse caso troncocônicas. A inclinação das interfaces entre o elemento tubular 42 e as duas partes 54 e 56 pode reduzir as perdas devidas aos entreferros parasitas.

De acordo com outras variantes, o elemento tubular 42 pode apresentar uma seção axial em forma de T. O elemento tubular 42 é nesse caso por exemplo realizado na massa por forjadura ou por usinagem, ou por conformação a partir de um tubo, de acordo com as figuras 13 a 14 respectivamente.

Naturalmente, a máquina elétrica giratória pode ser reversível e trabalhar em modo altemador e em modo arranque como descrito no documento WO 01/69762. E possível nesse caso, devido à presença de rodas polares de meio núcleo, prever ímãs permanentes entre as garras para aumentar a potência da máquina.

Em todos os casos as garras são menos sensíveis à ação da força centrífuga e se afastam menos sob a ação dessa última devido à presença dos meio núcleos.

Claims (13)

1. Processo de fabricação de um rotor (12) de máquina elétrica giratória que compreende um núcleo (14) sobre o qual é realizada pelo menos unia bobina elétrica (16) que compreende pelo menos um elemento condutor elétrico (18) que é enrolado de modo a formar a bobina (16), que é revestido com pelo menos uma camada (30) feita de material isolante elétrico, e que é revestido com uma camada externa de ligação (32) que compreende um material de ligação que permite ligar entre si segmentos adjacentes do elemento condutor (18) revestido, do tipo em que a etapa de cnrolamcnto é seguida por uma etapa de mudança de estado compreendendo uma etapa de aquecimento, por efeito Joule, de um elemento condutor (18), que provoca o amolecimento ou a fusão do material de ligação de modo que ele preencha pelo menos parcialmente os interstícios existentes entre os segmentos adjacentes do elemento condutor (18) enrolado, posteriormente, uma etapa de resfriamento que provoca sua resolidificação para ligar entre si os segmentos adjacentes do elemento condutor (18) enrolado, caracterizado pelo fato de que o enrolamento do elemento condutor (18) é realizado sobre a parede cilíndrica convexa externa (40) de um elemento tubular (42) do núcleo (14), e em que depois da dita etapa de mudança de estado, o elemento tubular (42) c montado a um corpo (44) de núcleo.

2. Processo de fabricação de um rotor (12) de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a montagem do elemento tubular (42) e do corpo (44) de núcleo é realizada por encaixe a quente.

3. Processo de fabricação de um rotor (12) de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo fato de que a montagem do elemento tubular (42) e do corpo (44) do núcleo é realizada por colagem.

4. Rotor de máquina elétrica giratória obtido de acordo com o processo do tipo definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo (14) compreende um elemento tubular (42) externo na parede cilíndrica convexa externa (40) a partir do qual é realizada a bobina (16).

5. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a parede cilíndrica côncava interna (46) do elemento tubular (42) compreende pelo menos uma forma (50) vazada ou saliente que opera junto com uma forma (52) saliente ou vazada complementar do corpo (44) de núcleo de modo a bloquear a rotação do elemento tubular (42) em relação ao corpo (44) de núcleo.

6. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular (42) consiste em uma folha metálica enrolada em forma de tubo e soldada.

7. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corpo (44) de núcleo é formado em duas partes (54, 56) substancialmente cilíndricas que se estendem axialmente uma na direção da outra, cada uma delas a partir de uma face transversal de uma roda polar (23, 25) do rotor (12).

8. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular (42) contém aço.

9. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular (42) contém alumínio.

10. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma face do elemento tubular (42) é anodizada.

11. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que um elemento isolante elétrico é interposto axialmente entre a bobina (16) e a parede cilíndrica convexa externa (40) do elemento tubular (42) do núcleo e assegura a resistência mecânica da bobina (16) e do elemento tubular (42).

12. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material de ligação da camada externa de ligação (32) é um polímero do tipo termo-endurecível.

13. Rotor de máquina elétrica giratória de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o material de ligação da camada externa de ligação (32) é um polímero do tipo termoplástico.