EP4128491A1 - Rotor pour moteur électrique équipé de capteur de tiges - Google Patents

Rotor pour moteur électrique équipé de capteur de tiges

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EP4128491A1
EP4128491A1 EP21708059.7A EP21708059A EP4128491A1 EP 4128491 A1 EP4128491 A1 EP 4128491A1 EP 21708059 A EP21708059 A EP 21708059A EP 4128491 A1 EP4128491 A1 EP 4128491A1
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EP
European Patent Office
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rotor
flange
rod
sensor
rotor shaft
Prior art date
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Pending
Application number
EP21708059.7A
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German (de)
English (en)
Inventor
Cédric LEDIEU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novares France SAS
Original Assignee
Novares France SAS
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • H02K1/2706—Inner rotors
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    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets
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    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
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    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis

Definitions

  • TITLE Rotor for electric motor equipped with rod sensor
  • the present invention relates to a rotor for an electric motor.
  • the invention also relates to an electric motor comprising such a rotor.
  • current electric motors include a rotor integral with a shaft and a stator which surrounds the rotor.
  • the stator is mounted in a housing which has bearings for the rotational mounting of the shaft.
  • the rotor comprises a body formed by a stack of sheets or pole wheels (claw pole) held in the form of a package by means of a suitable fixing system.
  • the rotor body has internal cavities housing permanent magnets.
  • the stator comprises a body formed by a stack of sheets forming a ring, the inner face of which is provided with teeth delimiting in pairs a plurality of notches open towards the interior of the stator body and intended to receive phase windings.
  • phase windings pass through the notches of the stator body and form buns projecting on either side of the stator body.
  • the phase windings can for example consist of a plurality of U-shaped conductor segments, the free ends of two adjacent segments being connected together by welding.
  • the pack of sheets is clamped axially between a front flange and a rear flange mounted coaxially with the shaft.
  • Each flange has the overall shape of a disc extending in a radial plane perpendicular to the axis of the shaft.
  • Each flange has a central orifice for coaxial mounting on the shaft and several through holes intended to receive bolts axially passing through the entire package of sheets, the screws being secured to the flanges by means of nuts.
  • the front and rear flanges are generally formed from a non-magnetic material which conducts heat, for example a metal.
  • the object of the present invention is to propose a solution which answers all or part of the aforementioned problems:
  • a rotor for an electric motor comprising: a rotor shaft mounted to rotate about an axis; a plate pack mounted coaxially on the rotor shaft, said plate pack comprising a plurality of internal cavities; a plurality of permanent magnets housed within the internal cavities of the sheet bundle; at least one flange mounted axially on the rotor shaft.
  • the at least one flange comprises at least one rod extending axially inside an orifice formed axially in the pack of sheets, and said at least one rod being equipped with at least one rod sensor.
  • the rotor of the invention makes it possible to carry out measurements of physical parameters within the rotor itself. These measurements are therefore more reliable and make it possible, in the case of a measurement of the temperature of the rotor, to detect sufficiently early an overheating of said rotor and, therefore, to limit the risk of possible damage to the electric motor resulting from 'such overheating.
  • the rotor can also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
  • the rotor comprises a front flange and a rear flange mounted coaxially on the rotor shaft and arranged axially on either side of the pack of sheets.
  • one of the front and rear flanges is formed from a plastic material and the other of said front and rear flanges is formed from metal, the density of the plastic flange being substantially equal to the density of the flange in metal.
  • the metal flange is formed from aluminum.
  • the orifice is a through orifice configured to allow a bolt to join said front and rear flanges.
  • the at least one flange comprises at least one flange sensor, said flange sensor being a position sensor, or a vibration sensor, or any other type of sensor making it possible to perform a measurement of a datum. physical.
  • at least one flange sensor is fixed to at least one flange by a fixing method chosen from overmolding, gluing, screwing, and clipping.
  • the at least one flange sensor is printed directly on at least one flange.
  • the at least one rod sensor is positioned on the rod so as to be at a distance from a permanent magnet of the plurality of permanent magnets counted radially, between 0 cm and 4 cm, and more particularly between 0 cm and 2 cm.
  • the at least one rod sensor is in contact with at least one permanent magnet.
  • the rotor comprises at least two rods each equipped with at least one rod sensor.
  • the rotor comprises at least two rods, only one of which is equipped with at least one rod sensor.
  • the at least one flange comprises two rods arranged in opposition with respect to the axis of the rotor shaft.
  • said at least two rods are arranged radially at a substantially equal distance from the axis of the rotor shaft.
  • the rotor can comprise three rods arranged so as to form an equilateral triangle on a section plane extending radially with respect to the axis of the rotor shaft.
  • the rotor may comprise six rods arranged so as to form a hexagon on a section plane extending radially with respect to the axis of the rotor shaft.
  • said rod sensors are arranged symmetrically with respect to the axis of the rotor shaft.
  • the rotor includes a plurality of rod sensors, each rod sensor of the plurality of rod sensors having a different position along the axial direction of the rotor shaft.
  • the at least one rod sensor is a thermal measurement sensor, and in particular a thermistor.
  • the at least one rod sensor is in electrical connection with an electronic card, said electronic card being integral with the at least one flange.
  • the electronic card is configured to communicate with an external control unit, for example by means of a contactless communication mode, such as Wifi, Bluetooth, or infrared.
  • the electronic card is molded onto the flange of which it is integral.
  • the electronic card is printed directly on the flange of which it is integral.
  • the at least one flange is formed from a plastic material.
  • the at least one rod sensor is fixed to the rod by a fixing method chosen from overmolding, gluing, screwing and clipping.
  • the at least one rod sensor is printed directly on the rod.
  • the invention relates to an electric motor comprising a rotor as defined above.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of the rotor according to a particular embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a flange according to a first particular embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a flange according to a second particular embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a flange according to a third particular embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the rotor.
  • FIG. 6 is an axial sectional view of an electric motor incorporating the rotor shown in FIG. 1.
  • the invention relates to a rotor 10 for an electric motor 30 comprising a rotor shaft 12 mounted to rotate about an axis.
  • the rotor 10 comprises a body formed by a pack of sheets 14, for example, formed in a ferromagnetic material, in particular steel, the pack of sheets 14 being mounted coaxially on the rotor shaft 12.
  • the pack of sheets 14 is formed. of an axial stack of sheets which extend in a radial plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 12.
  • the rotor shaft 12 can for example be force-fitted inside a central opening of the sheet metal bundle 14 so as to rotate the rotor body 10 with the rotor shaft 12.
  • the sheet pack 14 includes a plurality of internal cavities 15 within which a plurality of permanent magnets 16 are housed.
  • a first end of the screws 24 may bear against the outer face of a front flange 17 mounted axially on one end of the rotor shaft 12, while the other end of the screws 24 may bear against the outer face. of a rear flange 19, mounted axially on the other end of the rotor shaft 12.
  • the sheet metal pack 14 is clamped axially between the front flange 17 and the rear flange 19.
  • These flanges 17, 19 make it possible to 'Balancing the rotor 10 while allowing good maintenance of the permanent magnets 16 inside their internal cavity 15.
  • the balancing can be performed by adding or removing material from these flanges 17,19.
  • the removal of material can be carried out by machining, while the addition of material can be carried out by implanting elements in openings provided for this purpose and distributed along the circumference of the flange 17, 19.
  • Figures 1 to 4 illustrate different embodiments for which the orifices 20 are also configured to allow the passage of at least one rod 18, included on one of the front 17 or rear 19 flanges, and configured to extend axially. inside the orifice 20, said orifice being able to be extended by an opening in one of the front 17 or rear 19 flanges, each rod 18 being able to be equipped with at least one rod sensor 22.
  • one of the front 17 and rear 19 flanges is formed from a plastic material and the other of said front 17 and rear 19 flanges is formed from metal, for example aluminum.
  • the density of the plastic flange will be substantially equal to the density of the metal flange.
  • the rod sensor 22 is in electrical connection with an electronic card, said electronic card being integral with at least one flange 17, 19.
  • the electronic card can be configured to communicate with a control unit. external control, for example by means of a contactless communication mode, such as Wifi, Bluetooth, or infrared.
  • This flange 17 or 19 has the shape of a disc extending in a radial plane perpendicular to the axis of the rotor shaft 12.
  • the flange 17, 19 has a central orifice 21 for the coaxial mounting on the shaft 12 and several fixing holes 20 intended to receive the screws 24 axially passing through the whole of the sheet metal pack 14.
  • At least one of the flanges 17,19 comprises at least one rod 18 on which is positioned at least one rod sensor 22 so as to be at a distance from a permanent magnet 16 of the plurality of permanent magnets 16 counted radially , between 0 cm and 4 cm, and more particularly between 0 cm and 2 cm. It is therefore possible that at least one rod sensor 22 is in contact with at least one permanent magnet 16.
  • one or both front 17 or rear 19 flanges comprises at least one flange sensor 26.
  • the flange sensor 26 can in particular be a position sensor, or vibration, or any other. type of sensor used to measure physical data.
  • the flange 17 or 19 it is advantageous to form the flange 17 or 19 by molding a plastic material.
  • the electronic card and / or the flange sensors 26 can thus be overmolded with the material constituting the flange 17 or 19.
  • the electronic card or the flange sensors 26 can also be fixed on the flange 17 or 19 by gluing, screwing, or clipping or be printed directly on the flange 17 or 19.
  • rod sensors 22 can also be fixed on the rod.
  • FIG. 2 shows a configuration where the rotor 10 comprises two rods 18, arranged in opposition to the axis of the rotor shaft 12, and each equipped with a rod sensor 22.
  • the two rods 18 are arranged radially at a substantially equal distance from the axis of the rotor shaft 12.
  • Each rod sensor 22 can in particular be a thermal measurement sensor such as a thermistor.
  • FIG. 3 shows another variant in which the rotor 10 comprises three rods 18 arranged so as to form an equilateral triangle on a section plane extending radially with respect to the axis of the rotor shaft 12.
  • FIG. 4 shows another variant, in which the rotor 10 comprises six rods 18 arranged so as to form a hexagon on a section plane extending radially with respect to the axis of the rotor shaft. 12.
  • the rod sensors 22 are arranged in the same orthogonal plane and symmetrically with respect to the axis of the rotor shaft 12, so as to avoid an imbalance of the flange 17, 19.
  • the rotor 10 comprises a plurality of rods 18 comprising a plurality of rod sensors 22, each rod sensor 22 of the plurality of rod sensors 22 having a different position along the direction.
  • the internal cavities 15 extend in a radial direction with respect to the axis of the rotor shaft 12 and are axially traversing. They have a substantially triangular section and are distributed uniformly around the axis of the rotor shaft 12. Two directly adjacent internal cavities 15 are separated by a radial segment 23 of the sheet pack 14 so that the rotor body is formed. alternating internal cavities 15 and segments 23 when following a circumference of rotor 10.
  • Each internal cavity 15 houses a single permanent magnet 16 made of ferrite.
  • the magnets permanent magnets 16 are orthoradially magnetized, i.e.
  • each permanent magnet 16 which are adjacent to each other in the orthoradial direction are magnetized so as to be able to generate a magnetic flux in an orthoradial orientation with respect to the axis of the rotor shaft 12.
  • end faces 25, 27 it is necessary to distinguish the face 27 corresponding to the North pole of the permanent magnet 16, represented by the letter N in FIG. 5, and the face 25 corresponding to the South pole of the permanent magnet 16, represented by the letter s in FIG. 5.
  • the permanent magnets 16 located in two consecutive internal cavities 15 are of alternating polarities . Arranged in this way, the permanent magnets 16 generate, in the pack of sheets 14, a magnetic flux oriented radially and directed towards the outer periphery of the body of the rotor.
  • the invention also relates to an electric motor 30 comprising a rotor 10 of the type of one of those described above.
  • This electric motor 30 comprises in particular a casing in two parts housing the rotor 10 integral in rotation with the rotor shaft 12 and an annular stator 36 which surrounds the rotor.
  • the housing consists in particular of a front bearing 32 and a rear bearing 34 connected to each other by means of bolts.
  • the bearings 32, 34 are hollow in shape and each centrally carry a ball bearing 33 and 35 respectively for the rotational mounting of the rotor shaft 12.
  • the chignons 37 project axially on both sides. other of the stator body 36 and are housed in the intermediate space separating the stator 36 from the respective bearings 32, 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

L'invention concerne un rotor (10) pour moteur électrique (30) comprenant : - un arbre de rotor (12) monté rotatif autour d'un axe; - un paquet de tôles (14) monté coaxialement sur l'arbre de rotor (12), ledit paquet de tôles (14) comprenant une pluralité de cavités internes (15); - une pluralité d'aimants permanents (16) logés à l'intérieur des cavités internes (15) du paquet de tôles (14); - au moins un flasque (17, 19) monté axialement sur l'arbre de rotor (12), ledit au moins un flasque (17, 19) comprenant au moins une tige (18) s'étendant axialement à l'intérieur d'un orifice (20) ménagé axialement dans le paquet de tôles (14), ladite au moins une tige (18) étant équipée d'au moins un capteur de tige (22). L'invention concerne également un moteur électrique (30) comprenant un rotor (10) du type précité.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Rotor pour moteur électrique équipé de capteur de tiges
La présente invention concerne un rotor pour moteur électrique. L'invention concerne aussi un moteur électrique comprenant un tel rotor.
De manière générale, les moteurs électriques actuels comportent un rotor solidaire d'un arbre et un stator qui entoure le rotor. Le stator est monté dans un carter qui comporte des roulements pour le montage en rotation de l'arbre. Le rotor comporte un corps formé par un empilage de tôles ou roues polaires (claw pôle) maintenues sous forme de paquet au moyen d'un système de fixation adapté. Le corps du rotor comporte des cavités internes logeant des aimants permanents. Le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue de dents délimitant deux à deux une pluralité d'encoches ouvertes vers l'intérieur du corps de stator et destinées à recevoir des enroulements de phase. Ces enroulements de phase traversent les encoches du corps de stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps de stator. Les enroulements de phase peuvent par exemple être constitués d'une pluralité de segments de conducteur en forme de U, les extrémités libres de deux segments adjacents étant reliées entre elles par soudage.
Dans le rotor, le paquet de tôles est enserré axialement entre un flasque avant et un flasque arrière montés coaxialement à l'arbre. Chaque flasque a globalement la forme d'un disque s'étendant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de l'arbre. Chaque flasque comporte un orifice central pour le montage coaxial sur l'arbre et plusieurs trous traversant destinés à recevoir des boulons traversant axialement l'ensemble du paquet de tôles, les vis étant solidarisées aux flasques au moyen d'écrous. Les flasques avant et arrière sont généralement formés d'un matériau amagnétique, conducteur de chaleur, par exemple un métal.
Les moteurs électriques étant susceptibles d'être endommagés, voire d'être détruits, en cas de surchauffe du rotor, il est généralement nécessaire d'équiper les moteurs électriques de capteurs de température aptes à détecter la température au sein du rotor. Du fait de la difficulté à les installer sur le rotor lui-même, ces capteurs sont généralement fixés sur le stator. Cette position relativement éloignée de la source principale de chaleur n'est toutefois pas satisfaisante car elle ne fournit pas une mesure suffisamment fiable de la température régnant au sein du rotor. La présente invention a pour but de proposer une solution qui réponde à tout ou partie des problèmes précités :
Ce but peut être atteint grâce à la mise en œuvre d'un rotor pour moteur électrique comprenant : un arbre de rotor monté rotatif autour d'un axe ; un paquet de tôles monté coaxialement sur l'arbre de rotor, ledit paquet de tôles comprenant une pluralité de cavités internes ; une pluralité d'aimants permanents logés à l'intérieur des cavités internes du paquet de tôles ; au moins un flasque monté axialement sur l'arbre de rotor.
L'au moins un flasque comprend au moins une tige s'étendant axialement à l'intérieur d'un orifice ménagé axialement dans le paquet de tôles, et ladite au moins une tige étant équipée d'au moins un capteur de tige.
Ainsi configuré, le rotor de l'invention permet d'effectuer des mesures de paramètres physiques au sein même du rotor. Ces mesures sont donc plus fiables et permettent, dans le cas d'une mesure de la température du rotor, de détecter suffisamment tôt une surchauffe dudit rotor et, de ce fait, de limiter le risque d'un endommagement possible du moteur électrique résultant d'une telle surchauffe.
Le rotor peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend un flasque avant et un flasque arrière montés coaxialement sur l'arbre de rotor et agencés axialement de part et d'autre du paquet de tôles.
Selon un mode de réalisation, l'un des flasques avant et arrière est formé dans un matériau plastique et l'autre desdits flasques avant et arrière est formé en métal, la densité du flasque en matière plastique étant sensiblement égale à la densité du flasque en métal.
Selon un mode de réalisation le flasque en métal est formé en aluminium.
Selon un mode de réalisation, l'orifice est un orifice traversant configuré pour permettre à un boulon de venir solidariser lesdits flasques avant et arrière.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un flasque comprend au moins un capteur de flasque, ledit capteur de flasque étant un capteur de position, ou de vibration, ou tout autre type de capteur permettant d'effectuer une mesure d'une donnée physique. Selon un mode de réalisation l'au moins un capteur de flasque est fixé sur au moins un flasque par un procédé de fixation choisi parmi le surmoulage, le collage, le vissage, et le clippage.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de flasque est imprimé directement sur au moins un flasque.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est positionné sur la tige de manière à être à une distance d'un aimant permanent de la pluralité d'aimants permanents comptée radialement, comprise entre 0 cm et 4 cm, et plus particulièrement entre 0 cm et 2 cm.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est en contact avec au moins un aimant permanent.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend au moins deux tiges équipées chacune d'au moins un capteur de tige.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend au moins deux tiges dont une seule est équipée d'au moins un capteur de tige.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un flasque comprend deux tiges disposées en opposition par rapport à l'axe de l'arbre de rotor.
Selon un mode de réalisation, lesdites au moins deux tiges sont disposées radialement à une distance sensiblement égale de l'axe de l'arbre de rotor.
Selon une première variante, le rotor peut comprendre trois tiges disposées de sorte à former un triangle équilatéral sur un plan de coupe s'étendant radialement par rapport à l'axe de l'arbre de rotor.
Selon une autre variante non limitative, le rotor peut comprendre six tiges disposées de sorte à former un hexagone sur un plan de coupe s'étendant radialement par rapport à l'axe de l'arbre de rotor.
Selon un mode de réalisation, lesdits capteur de tiges sont disposés de manière symétrique par rapport à l'axe de l'arbre de rotor.
Selon un mode de réalisation, le rotor comprend une pluralité de capteurs de tige, chaque capteur de tige de la pluralité de capteurs de tige ayant une position différente le long de la direction axiale de l'arbre du rotor.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est un capteur de mesure thermique, et notamment une thermistance.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est en connexion électrique avec une carte électronique, ladite carte électronique étant solidaire de l'au moins un flasque. Selon un mode de réalisation, la carte électronique est configurée pour communiquer avec une unité de commande externe, par exemple par l'intermédiaire d'un mode de communication sans contact, comme le Wifi, le Bluetooth, ou l'infrarouge.
Selon un mode de réalisation, la carte électronique est surmoulée sur le flasque duquel elle est solidaire.
Selon un mode de réalisation, la carte électronique est imprimée directement sur le flasque duquel elle est solidaire.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un flasque est formé dans un matériau plastique.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est fixé sur la tige par un procédé de fixation choisi parmi le surmoulage, le collage, le vissage et le clippage.
Selon un mode de réalisation, l'au moins un capteur de tige est imprimé directement sur la tige.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un moteur électrique comprenant un rotor tel que défini précédemment.
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] est une vue en coupe axiale du rotor selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 2] est une vue en perspective d'un flasque selon un premier mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 3] est une vue en perspective d'un flasque selon un deuxième mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 4] est une vue en perspective d'un flasque selon un troisième mode de réalisation particulier de l'invention.
[Fig. 5] est une vue en coupe transversale du rotor.
[Fig. 6] est une vue en coupe axiale d'un moteur électrique incorporant le rotor représenté sur la figure 1.
Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.
Comme illustré sur la figure 1, l'invention concerne un rotor 10 pour moteur électrique 30 comprenant un arbre de rotor 12 monté rotatif autour d'un axe.
Le rotor 10 comprend un corps formé par un paquet de tôles 14, par exemple, formé dans un matériau ferromagnétique, notamment en acier, le paquet de tôles 14 étant monté coaxialement sur l'arbre de rotor 12. Le paquet de tôles 14 est formé d'un empilement axial de tôles qui s'étendent dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de l'arbre de rotor 12. L'arbre de rotor 12 peut par exemple être emmanché en force à l'intérieur d'une ouverture centrale du paquet de tôles 14 de manière à lier en rotation le corps du rotor 10 avec l'arbre de rotor 12.
Le paquet de tôles 14 comprend une pluralité de cavités internes 15 à l'intérieur desquelles une pluralité d'aimants permanents 16 est logée.
Une pluralité d'orifices 20 tranversants, ménagés axialement dans le paquet de tôles 14 permettent à la fois le passage d'une vis 24, ou d'une tige 18.
Une première extrémité des vis 24 peut être en appui contre la face externe d'un flasque avant 17 monté axialement sur une extrémité de l'arbre de rotor 12, tandis que l'autre extrémité des vis 24 peut être en appui contre la face externe d'un flasque arrière 19, monté axialement sur l'autre extrémité de l'arbre de rotor 12. Ainsi, le paquet de tôles 14 est enserré axialement entre le flasque avant 17 et le flasque arrière 19. Ces flasques 17, 19 permettent d'assurer un équilibrage du rotor 10 tout en permettant un bon maintien des aimants permanents 16 à l'intérieur de leur cavité interne 15. L'équilibrage peut être effectué par ajout ou retrait de matière de ces flasques 17,19. Le retrait de matière peut être effectué par usinage, tandis que l'ajout de matière peut être effectué en implantant des éléments dans des ouvertures prévues à cet effet et réparties suivant la circonférence du flasque 17, 19.
Les figures 1 à 4 illustrent différents modes de réalisations pour lesquels des orifices 20 sont également configurés pour permettre le passage d'au moins une tige 18, comprise sur l'un des flasques avant 17 ou arrière 19, et configurée pour s'étendre axialement à l'intérieur de l'orifice 20, ledit orifice pouvant être prolongé par une ouverture dans l'un des flasques avant 17 ou arrière 19, chaque tige 18 pouvant être équipée d'au moins un capteur de tige 22.
Selon le mode de réalisation, l'un des flasques avant 17 et arrière 19 est formé dans un matériau plastique et l'autre desdits flasques avant 17 et arrière 19 est formé en métal, par exemple en aluminium. De manière à permettre un bon équilibrage du rotor 10, la densité du flasque en matière plastique sera sensiblement égale à la densité du flasque en métal.
Selon un mode de réalisation non représenté, le capteur de tige 22 est en connexion électrique avec une carte électronique, ladite carte électronique étant solidaire de l'au moins un flasque 17, 19. La carte électronique peut être configurée pour communiquer avec une unité de commande externe, par exemple par l'intermédiaire d'un mode de communication sans contact, comme le Wifi, le Bluetooth, ou l'infrarouge.
En référence aux figures 2 à 4, il est représenté un des flasques d'extrémité
17 ou 19 du rotor 10. Ce flasque 17 ou 19 possède la forme d'un disque s'étendant dans un plan radial perpendiculaire à l'axe de l'arbre de rotor 12. Le flasque 17, 19 comporte un orifice central 21 pour le montage coaxial sur l'arbre 12 et plusieurs trous de fixation 20 destinés à recevoir les vis 24 traversant axialement l'ensemble du paquet de tôles 14.
Au moins l'un des flasques 17,19 comprend au moins une tige 18 sur laquelle est positionné au moins un capteur de tige 22 de manière à être à une distance d'un aimant permanent 16 de la pluralité d'aimants permanents 16 comptée radialement, comprise entre 0 cm et 4 cm, et plus particulièrement entre 0 cm et 2 cm. Il est donc possible que l'au moins un capteur de tige 22 soit en contact avec au moins un aimant permanent 16.
Comme représenté sur les figures 2 à 4, l'un ou les deux flasques avant 17 ou arrière 19 comprend au moins un capteur de flasque 26. Le capteur de flasque 26 peut notamment être un capteur de position, ou de vibration, ou tout autre type de capteur permettant d'effectuer une mesure d'une donnée physique.
Pour faciliter la fixation de la carte électronique ou des capteurs de flasque 26 sur le flasque 17 ou 19, il est avantageux de former le flasque 17 ou 19 par moulage d'un matériau plastique. La carte électronique et/ou les capteurs de flasque 26 peuvent ainsi être surmoulés avec le matériau constitutif du flasque 17 ou 19.
Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, la carte électronique ou les capteurs de flasque 26 peuvent également être fixés sur le flasque 17 ou 19 par collage, vissage, ou clippage ou être directement imprimés sur le flasque 17 ou 19.
Par ailleurs, les capteurs de tige 22 peuvent également être fixés sur la tige
18 par collage ou clippage ou être directement imprimés sur la tige 18.
La figure 2 présente une configuration où le rotor 10 comprend deux tiges 18, disposées en opposition par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12, et équipées chacune d'un capteur de tige 22. Selon cette configuration, les deux tiges 18 sont disposées radialement à une distance sensiblement égale de l'axe de l'arbre de rotor 12. Chaque capteur de tige 22 peut notamment être un capteur de mesure thermique comme une thermistance.
La figure 3 présente une autre variante dans laquelle le rotor 10 comprend trois tiges 18 disposées de sorte à former un triangle équilatéral sur un plan de coupe s'étendant radialement par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12.
De manière non limitative, la figure 4 présente une autre variante, dans laquelle le rotor 10 comprend six tiges 18 disposées de sorte à former un hexagone sur un plan de coupe s'étendant radialement par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12.
De manière générale, il est préférable que les capteurs de tige 22 soient disposés dans un même plan orthogonal et de manière symétrique par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12, de manière à éviter un déséquilibrage du flasque 17, 19.
Selon une variante non représentée, il est possible que le rotor 10 comprenne une pluralité de tiges 18 comprenant une pluralité de capteurs de tige 22, chaque capteur de tige 22 de la pluralité de capteurs de tige 22 ayant une position différente le long de la direction axiale de l'arbre de rotor 12.
Les dispositions précédemment décrites permettent ainsi au rotor 10 d'effectuer des mesures de paramètres physiques au sein même du rotor 10. Ces mesures seront donc plus fiables et permettront, dans le cas d'une mesure de la température du rotor 10, de détecter suffisamment tôt une surchauffe dudit rotor 10 et, de ce fait, de limiter le risque d'un endommagement possible du moteur électrique 30 résultant d'une telle surchauffe.
Par ailleurs les dispositions précédemment décrites permettent un meilleur pilotage du moteur par un logiciel de contrôle pour disposer en permanence de performances optimales de ce moteur électrique 30 sans le dégrader. Il n'est en effet plus nécessaire de conserver un coefficient de sécurité puisque la mesure de la température est prise directement sur le rotor 10 et non à sa périphérie.
Comme illustré sur la figure 5, qui est une vue en coupe du rotor 10 selon un plan de coupe orthogonal à l'axe de l'arbre de rotor 12, les cavités internes 15 s'étendent suivant une direction radiale par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12 et sont axialement traversantes. Elles possèdent une section sensiblement triangulaire et sont réparties uniformément autour de l'axe de l'arbre de rotor 12. Deux cavités internes 15 directement adjacentes sont séparées par un segment radial 23 du paquet de tôles 14 de sorte que le corps du rotor est constitué d'une alternance de cavités internes 15 et de segments 23 lorsque l'on suit une circonférence du rotor 10. Chaque cavité interne 15 loge un aimant permanent 16 unique réalisé en ferrite. Les aimants permanents 16 sont à aimantation orthoradiale, c'est-à-dire que les deux faces d'extrémité 25, 27 de chaque aimant permanent 16 qui sont adjacentes l'une par rapport à l'autre dans le sens orthoradial sont magnétisées de manière à pouvoir générer un flux magnétique suivant une orientation orthoradiale par rapport à l'axe de l'arbre de rotor 12. Parmi ces faces d'extrémité 25, 27, il faut distinguer la face 27 correspondant au pôle Nord de l'aimant permanent 16, représenté par la lettre N sur la figure 5, et la face 25 correspondant au pôle Sud de l'aimant permanent 16, représenté par la lettre s sur la figure 5. Les aimants permanents 16 situés dans deux cavités internes 15 consécutives sont de polarités alternées. Ainsi disposés, les aimants permanents 16 génèrent dans le paquet de tôles 14 un flux magnétique orienté radialement et dirigé vers la périphérie externe du corps du rotor.
En référence à la figure 6, l'invention concerne également un moteur électrique 30 comprenant un rotor 10 du type d'un de ceux décrits ci-avant. Ce moteur électrique 30 comprend notamment un carter en deux parties logeant le rotor 10 solidaire en rotation de l'arbre de rotor 12 et un stator 36 annulaire qui entoure le rotor
10 de manière coaxiale à l'arbre de rotor 12. Le carter est constitué notamment d'un palier avant 32 et un palier arrière 34 connectés l'un à l'autre au moyen de boulons. Les paliers 32, 34 sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement à billes respectivement 33 et 35 pour le montage en rotation de l'arbre de rotor 12. Comme illustré sur la figure 6, des chignons 37 font saillie axialement de part et d'autre du corps de stator 36 et sont logés dans l'espace intermédiaire séparant le stator 36 des paliers respectifs 32, 34.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rotor (10) pour moteur électrique (30) comprenant :
- un arbre de rotor (12) monté rotatif autour d'un axe;
- un paquet de tôles (14) monté coaxialement sur l'arbre de rotor (12), ledit paquet de tôles (14) comprenant une pluralité de cavités internes (15);
- une pluralité d'aimants permanents (16) logés à l'intérieur des cavités internes
(15) du paquet de tôles (14);
- au moins un flasque (17, 19) monté axialement sur l'arbre de rotor (12), ledit au moins un flasque (17, 19) comprenant au moins une tige (18) s'étendant axialement à l'intérieur d'un orifice (20) ménagé axialement dans le paquet de tôles (14), ladite au moins une tige (18) étant équipée d'au moins un capteur de tige (22).
2. Rotor (10) selon la revendication 1 comprenant un flasque avant (17) et un flasque arrière (19) montés coaxialement sur l'arbre de rotor (12) et agencés axialement de part et d'autre du paquet de tôles (14).
3. Rotor (10) selon la revendication 2, dans lequel l'un des flasques avant (17) et arrière (19) est formé dans un matériau plastique et l'autre desdits flasques avant (17) et arrière (19) est formé en métal, la densité du flasque en matière plastique étant sensiblement égale à la densité du flasque en métal.
4. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit au moins un capteur de tige (22) est positionné sur la tige (18) de manière à être à une distance d'un aimant permanent (16) de la pluralité d'aimants permanents
(16) comptée radialement, comprise entre 0 cm et 4 cm, et plus particulièrement entre 0 cm et 2 cm.
5. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant au moins deux tiges (18), l'une et/ou l'autre des deux tiges (18) étant équipée d'au moins un capteur de tige (22).
6. Rotor (10) selon la revendication 5, dans lequel lesdits capteurs de tige (22) sont disposés sur un même plan orthogonal, de manière symétrique par rapport à l'axe de l'arbre de rotor (12).
7. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une pluralité de capteurs de tige (22), chaque capteur de tige (22) de la pluralité de capteurs de tige (22) ayant une position différente le long de la direction axiale de l'arbre de rotor (12).
8. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'au moins un capteur de tige (22) est un capteur de mesure thermique, et notamment une thermistance.
9. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'au moins un flasque (17, 19) comprend au moins un capteur de flasque (26), ledit capteur de flasque (26) étant un capteur de position, ou de vibration, ou tout autre type de capteur permettant d'effectuer une mesure d'une donnée physique.
10. Rotor (10) selon la revendication 9, dans lequel l'au moins un capteur de flasque (26) est fixé sur au moins un flasque (17,19) par un procédé de fixation choisi parmi le surmoulage, le collage et le clippage.
11. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 9, dans lequel l'au moins un capteur de flasque (26) est imprimé directement sur au moins un flasque (17,19).
12. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l'au moins un capteur de tige (22) est en connexion électrique avec une carte électronique, ladite carte électronique étant solidaire de l'au moins un flasque (17, 19).
13. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel l'au moins un flasque (17,19) est formé dans un matériau plastique.
14. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel l'au moins un capteur de tige (22) est fixé sur la tige (18) par un procédé de fixation choisi parmi le surmoulage, le collage, le clippage ou le vissage.
15. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 dans lequel l'au moins un capteur de tige (22) est imprimé directement sur au moins une tige (18).
16. Moteur électrique (30) comprenant un rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.
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