EP4241366A1 - Rotor de machine electrique avec masque d'obturation dans une barriere de flux - Google Patents

Rotor de machine electrique avec masque d'obturation dans une barriere de flux

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Publication number
EP4241366A1
EP4241366A1 EP21798374.1A EP21798374A EP4241366A1 EP 4241366 A1 EP4241366 A1 EP 4241366A1 EP 21798374 A EP21798374 A EP 21798374A EP 4241366 A1 EP4241366 A1 EP 4241366A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
permanent magnet
cooling
passage channel
mask
Prior art date
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Pending
Application number
EP21798374.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Didier Ambrazas
Pierre VIOT
Samy LAABIDI
Xavier LOMBARDI
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.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP4241366A1 publication Critical patent/EP4241366A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • 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
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    • H02K1/246—Variable reluctance rotors
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator

Definitions

  • the present invention relates to the field of rotating electrical machines, in particular the cooling of rotors of rotating electrical machines.
  • It relates more particularly to the fluid cooling of a rotor of a synchro-reluctant rotating electric machine, assisted by permanent magnets.
  • a rotating electrical machine conventionally comprises a fixed part, the stator, and a rotatable part, the rotor, arranged coaxially one inside the other.
  • the rotor is generally housed inside the stator which carries electric windings generating a magnetic field making it possible to drive the rotor in rotation.
  • the rotor is typically formed of a body formed from a stack of laminations, and placed on a rotating shaft. These sheets include housings for permanent magnets or coils forming magnetic poles at the periphery of the rotor. The magnets can appear on the surface of the rotor or be completely integrated within the rotor.
  • a system of bearings and/or bearings is provided between the rotor and the stator to allow their relative movement.
  • the various electromagnetic components of a rotating electrical machine, as well as certain insulating materials used in the parts of the electrical machine, are thus sensitive to the heating produced during operation, and their cooling is essential to dissipate the heat produced, in order to maintain a good efficiency of the machine, to ensure repeatability of its performance, to extend its life and to limit maintenance.
  • the rotor is a critical element, as it is thermally insulated from the stator cooling system. It is therefore desirable to provide a cooling system capable of improving the thermal resistance of the electrical machine.
  • air cooling is an economically attractive solution, compared to other cooling systems, it generally has lower efficiency, and is therefore often confined to the cooling of low-power electrical machines. This is the case, for example, in traction applications where air cooling is typically used for electric motors with a power close to 140 kW. Beyond that, a liquid cooling system is often implemented.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of a liquid cooling system according to the prior art.
  • FIG. 1 illustrates an electric machine 1, formed of a stator 4 and a rotor 6.
  • the rotor 6 comprises a rotor shaft 2 and a stack of laminations 3 forming the body of the rotor.
  • This figure also shows the coil ends 5 of the stator 4. These coil ends can also be cooled.
  • a cooling system is provided, it is illustrated by the white arrows.
  • the rotor shaft 2 is machined to form an axial coolant circulation channel.
  • the coolant leaves the rotor shaft 2 in three places: at the ends of the rotor 6 (outside the body of the rotor) to be directed towards the coil heads 5 and in the center of the rotor, to cross radially the stack of laminations 3 to be directed into the air gap between the rotor 6 and the stator 4.
  • This cooling system has several drawbacks. In fact, the cooling of the rotor is carried out far from the permanent magnets of the rotor (which are placed in the stack of laminations 3), which does not make it possible to limit the effects which may lead to the demagnetization of the permanent magnets.
  • the object of the present invention is to achieve efficient cooling of the rotor of an electric machine, by improving the heat exchanges in particular near the permanent magnets in order to avoid the demagnetization of the permanent magnets and to guarantee good performance of the electric machine.
  • the present invention relates to a rotor of an electrical machine, which comprises at least one housing provided with a permanent magnet, at least one flux barrier.
  • at least one flow barrier comprises an obturation mask which delimits a passage channel for the cooling fluid in the flow barrier.
  • the present invention relates to an electric machine rotor, in particular a synchronous electric machine assisted by permanent magnets, comprising at least one housing provided with a permanent magnet, at least one housing forming a flux barrier, and means for cooling the rotor by circulation of a cooling fluid within said rotor, in particular a cooling liquid.
  • At least one flow barrier is equipped with an obturation mask made of non-magnetic material which delimits a passage channel for said cooling fluid within said flow barrier, said passage channel being formed at one end of said flow barrier closest to at least one housing provided with a permanent magnet.
  • a section of said passage channel has substantially the shape of a U.
  • said cooling means comprise at least one flange at one end of said rotor which directs said cooling fluid into said passage channel.
  • said flange comprises at least one substantially radial duct.
  • said passage channel has an area which represents between 1% and 10% of the area of said flux barrier.
  • said rotor is formed of at least one stack of laminations mounted on a shaft, each lamination being perforated to form said at least one housing provided with a permanent magnet and said at least one flux barrier.
  • said shutter mask is a one-piece part having substantially the length of at least one stack of laminations, preferably having substantially the length of said rotor.
  • said sealing mask is made of a material chosen from polymers, preferably the material is chosen from: polyethylene terephthalate PET, phenoplasts PF, poly(phenylene sulfide) PPS, and PPA polyphthalamides.
  • said rotor comprises at least one pair of poles, each pole comprises at least one stage comprising a housing provided with a permanent magnet arranged circumferentially and at least two flux barriers arranged on either side of said permanent magnet and oriented towards the periphery of the rotor.
  • each pole comprises a plurality of stages arranged radially one above the other.
  • said two flux barriers are equipped with a shutter mask.
  • said stage for which said two flux barriers are equipped with an obturation mask is the stage for which said permanent magnet is closest to the center of said rotor.
  • said cooling fluid is an oil
  • the invention relates to an electric machine, in particular a synchro-reluctant electric machine assisted by permanent magnets, which comprises a stator and a rotor according to one of the preceding characteristics, said rotor being arranged inside said stator.
  • FIG. 1 already described, illustrates a cooling system according to the prior art.
  • Figure 2 illustrates a cooling system according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 3 illustrates a cooling system according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 4 illustrates a rotor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 illustrates a longitudinal section of a rotor according to one embodiment of the invention.
  • the present invention relates to a rotor of an electric machine, in particular an electric machine of the synchro-reluctant type assisted by permanent magnets.
  • the present invention is suitable for any electric machine comprising at least one permanent magnet inserted in the rotor.
  • FR3035552 (US2018166947)
  • FR3036870 (US2018159387)
  • FR3051296 (US2019149015)
  • FR3071371 WO2019052828
  • FR3071360852 FR307136085 (W02020020580)
  • the rotor comprises:
  • a flux barrier that is to say a perforation which forms a barrier in the circulation of the magnetic flux
  • a flux barrier therefore makes it possible to orient within the rotor the magnetic flux generated by the permanent magnets and the stator, means for cooling the rotor by circulation of a cooling fluid, preferably a cooling liquid, within the rotor.
  • At least one flux barrier is equipped with a shutter mask made of non-magnetic material.
  • the obturation mask delimits a passage channel for the coolant within the flow barrier.
  • the shutter mask is a part that partially closes the flow barrier, the unclosed part of the flow barrier forms the passage channel for the coolant.
  • coolant passes through the rotor only by crossing a portion of the flux barrier, thereby controlling the amount and rate of coolant passing through the rotor.
  • the shutter mask being made of non-magnetic material, it does not modify the function of the flux barrier.
  • Another advantage of this embodiment is that the cooling system uses already existing machining and does not require modification of the rotor. In addition, this cooling system generates no viscous friction.
  • the coolant passage channel is formed at one end of the flux barrier closest to at least one housing provided with a permanent magnet.
  • the passage channel can have a cross-section having substantially the shape of a U, preferably the edges of the passage channel correspond to the edges of the flow barrier.
  • the passage channel can have other shapes, for example semi-circular, V-shaped, etc.
  • the passage channel may have a shape which corresponds to the edges of the flux barrier closest to the housing provided with the permanent magnet.
  • the passage channel can have a surface which represents between 1% and 10%, of the surface of the flux barrier. This range of values makes it possible to limit the quantity and flow rate of coolant.
  • the shutter mask aims to calibrate the passage section of the cooling fluid in order to adjust the speed of the flow with the aim of maximizing the evacuation of calories via convective transfers, while limiting as much as possible the pressure drops in the circuit.
  • the cooling liquid can be of any type, for example water, oil or any similar liquid.
  • At at least one end of the rotor there may be a flange, which directs the coolant into the passage channel and vice versa (from the passage channel to the rotor shaft).
  • a flange which directs the coolant into the passage channel and vice versa (from the passage channel to the rotor shaft).
  • the coolant can be led from the rotor shaft to the passage channel and vice versa.
  • Such a flange also seals the rotor.
  • a flange can be provided at each end of the rotor, the first flange can make it possible to conduct the cooling liquid from the shaft of the rotor towards the passage channel, and the second flange can make it possible to recover the coolant coming out of the passage channel and leading it to the rotor shaft.
  • the flange may comprise at least one substantially radial duct.
  • the circulation of the cooling liquid in the passage channel can be done by centrifugation, and the pressure drops are limited.
  • a conduit per flow barrier equipped with a closing mask, so as to direct the coolant in each passage channel of the coolant.
  • the flange may include a cooling liquid outlet provided for projecting a portion of the cooling liquid towards the coil heads provided in the stator.
  • the cooling system allows cooling of the rotor and of the winding heads of the stator, which makes it possible to simplify the cooling system.
  • the flange can comprise a plurality of coolant outlets, these outlets can be regularly distributed around the periphery of the flange, in order to ensure a homogeneous distribution of the cooling of the coil heads.
  • the rotor can be formed from at least one stack (also called a “stack”) of laminations mounted on a shaft, called the rotor shaft.
  • the laminations are made of ferromagnetic material so as to guide the magnetic flux of the permanent magnets and the stator.
  • the sheets are perforated to form the at least one housing provided with the permanent magnet and the at least one flux barrier.
  • the shutter mask can be a one-piece part having substantially the length (in the axial direction of the rotor) of at least one stack of sheets, preferably having substantially the length of the rotor (in the direction axial). This embodiment allows simplified mounting of the shutter mask.
  • the shutter mask may have a thickness substantially equal to the thickness of a sheet.
  • the shutter mask may have a thickness substantially equal to the thickness of a sheet.
  • the sealing mask can be made of a polymer material, preferably it can be chosen in particular from polyethylene terephthalate PET, phenoplasts PF, poly(phenylene sulfide) PPS, and polyphthalamides PPA. These materials make it possible not to modify the function of the flux barrier and limit the manufacturing cost of the obturation mask.
  • the cooling means may comprise baffles formed by the shutter mask, in order to increase the turbulence in the circulation of the cooling liquid close to the permanent magnets.
  • FIG. 2 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, a first embodiment of a liquid cooling system according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates, according to a longitudinal section of the rotor, an electric machine 1, formed of a stator 4 and a rotor 6.
  • the rotor 6 comprises a rotor shaft 2 and a stack of laminations 3 (called the body of the rotor ).
  • This figure also shows the coil ends 5 of the stator 4.
  • a cooling system is provided, it is illustrated by the white arrows.
  • the rotor shaft 2 is machined to form an axial coolant circulation channel.
  • the coolant exits the rotor shaft 2 at the ends of the rotor 6 (and into the rotor body) to be directed radially (for example in a flange - not shown), then axially in a passage channel while remaining in the rotor, and finally the coolant is directed radially (for example in a flange - not shown) towards the rotor shaft 2.
  • FIG. 3 illustrates, schematically and in a non-limiting way, a second embodiment of a liquid cooling system according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates, according to a longitudinal section of the rotor, an electric machine 1, formed of a stator 4 and of a rotor 6.
  • the rotor 6 comprises a rotor shaft 2 and a stack of laminations 3 (called the body of the rotor ).
  • This figure also shows the coil ends 5 of the stator 4. These coil ends can also be cooled.
  • a cooling system is provided, it is illustrated by the white arrows.
  • the rotor shaft 2 is machined to form an axial coolant circulation channel.
  • the coolant leaves the rotor shaft 2 at the ends of the rotor 6 (and in the body of the rotor) to be directed radially (for example in a flange - not shown), then axially in a passage channel while remaining in the rotor, and finally the coolant is directed radially (for example in a flange - not shown) towards the rotor shaft 2.
  • a small part of the coolant is directed towards the heads of coils 5, from the flanges.
  • the rotor comprises at least one pair of magnetic poles.
  • a magnetic pole of the rotor comprises at least one permanent magnet oriented along a magnetic direction, and, in a pair of magnetic poles, the permanent magnets are oriented along opposite magnetic directions (for example if in a first pole, the permanent magnet is oriented so that its north polarity faces the rotor periphery, then in the second pole the permanent magnet is oriented so that its south polarity faces the rotor periphery).
  • Each magnetic pole has at least one stage, which may include a housing provided with a circumferentially disposed permanent magnet (in other words, the permanent magnet is substantially perpendicular to a radius of the rotor), and at least two flux barriers arranged on either side of the housing provided with the permanent magnet.
  • the flux barriers are oriented towards the periphery of the rotor.
  • a stage can have substantially the shape of a V with a flat bottom, for which the flat bottom is formed by the housing provided with the permanent magnet, and the bars of the V are formed by the flux barriers .
  • each magnetic pole can comprise a plurality of stages arranged radially one above the other.
  • each magnetic pole can comprise several permanent magnets arranged on the same radius of the rotor (in other words the magnets are arranged in a radial direction of the rotor), one above the other, and spaced each other, and each permanent magnet is associated with two flux barriers oriented towards the periphery of the rotor).
  • This implementation makes it possible to increase the magnetic flux of each pole.
  • each magnetic pole can comprise two, three or four floors, or even more.
  • At least one stage of each pole can be equipped with shutter masks.
  • the two flux barriers are equipped with a shutter mask.
  • the stage for which the flux barriers are equipped with an obturation mask is the internal stage, that is to say the stage for which the permanent magnet is most close to the center of the rotor.
  • the permanent magnet closest to the center of the rotor is the permanent magnet which is subjected to greater temperatures.
  • the stage for which the flux barriers are equipped with an obturation mask is an external stage, that is to say the stage for which the permanent magnet is closest. from the periphery of the rotor.
  • the stage for which the flow barriers are equipped with a shutter mask is an intermediate stage, that is to say a stage located between the internal stage and the external stage. .
  • lateral permanent magnets can also be provided in at least one stage.
  • the internal stage can comprise a central permanent magnet and two side magnets instead of the flux barriers
  • an intermediate stage and/or the external stage can comprise a central permanent magnet
  • side flux barriers at least two side flux barriers of a intermediate and/or outer stage can be fitted with a blanking mask to form coolant passage channels.
  • the rotor may comprise four pairs of poles, each pole comprises three stages (an internal stage, an intermediate stage and an external stage), each stage comprises a circumferential permanent magnet and two flux barriers on either side on the other side of the permanent magnet, the whole having the shape of a V with a flat bottom, and only the flux barriers of the internal stage are equipped with obturation masks.
  • magnetic poles can be envisaged, for example magnets positioned in a V as described in particular in patent application US2017040854, or stages of arcuate shape as described in particular in patent application US2016380492, etc.
  • FIG. 4 illustrates, schematically and in a non-limiting way, in front view a sheet of a rotor according to a preferred embodiment of the invention.
  • Sheet 3 is perforated in its center for attachment to a rotor shaft 2.
  • Sheet 3 is perforated to form housings for permanent magnets 7, and flux barriers 8.
  • Sheet 3 shown has four pairs of magnetic poles . Each pole has three floors arranged one above the other.
  • Each stage has substantially the shape of a V with a flat bottom, for which the flat bottom is formed by the housing provided with the permanent magnet 7, and the bars of the V are formed by the flux barriers 8.
  • the flux barriers 8 internal include shutter masks 9.
  • the shutter masks 9 partially block the flow barriers 8, to form passage channels 10 of the coolant.
  • the passage channels 10 of the cooling liquid are arranged close to the permanent magnet 7, and have substantially a U-shape.
  • FIG 5 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, a rotor according to one embodiment of the invention, in sectional view along the direction AA of Figure 4.
  • the rotor 6 comprises a rotor shaft 2, seven stacks 11 sheets, two flanges 12 placed at each end of the rotor.
  • the rotor 6 also comprises an obturation mask 9 which delimits a passage channel 10 in a flow barrier of the rotor 6.
  • the cooling system comprises a channel 15 in the rotor shaft 2, the passage channel 10 in the rotor 6 and a conduit 13 in each flange 12 which connects the channel 15 of the rotor shaft to the passage channel 10 in the rotor.
  • the cooling system includes an orifice 14 to project part of the cooling liquid towards the coil heads provided in the stator (not shown).
  • the invention also relates to an electric machine, which comprises a stator and a rotor according to any one of the variants or combinations of variants as described above.
  • the rotor is arranged inside the stator.
  • the stator comprises windings to generate a rotating magnetic field capable of rotating the rotor relative to the stator.
  • the electric machine is a synchro-reluctant machine assisted by permanent magnets.
  • the heat exchanges within a rotor of a synchro-reluctant machine, assisted by permanent magnets, are simulated, as illustrated in FIGS. 4 and 5, with a variation in the location of the passage channel in the various flow barriers, at the operating point 14,000 rpm at 50 kW.
  • the rotor is cooled with oil having a temperature of 60°C.
  • This example corresponds to the electric machine of FIGS. 4 and 5 without a cooling system.
  • Example No. 2 corresponds to a system for cooling the electrical machine in accordance with FIG. 1, with the design of the rotor according to FIGS. 4 and 5 (without a passage channel for the coolant in the flow barriers).
  • This example corresponds to the electric machine of figures 4 and 5 with the passage channel in the flux barriers of the external stage.
  • This example corresponds to the electric machine of figures 4 and 5 with the passage channel in the flux barriers of the intermediate stage.
  • This example corresponds to the electrical machine of Figures 4 and 5 with the passage channel in the internal stage flux barriers.
  • Example No. 1 the gain is expressed relative to Example No. 1 according to the prior art. It is noted that the invention makes it possible to reduce the temperature of the magnets, whatever location of coolant passage channel in flow barriers. It is also noted that examples 5 and 6 make it possible to minimize the temperatures of the rotor and of the magnets by at least 50° C., which allows significant gains in the efficiency of the motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un rotor d'une machine électrique, qui comporte au moins un logement pourvu d'aimant permanent (7), au moins une barrière de flux (8). Selon l'invention, au moins une barrière de flux (8) comporte un masque d'obturation (9) qui délimite un canal de passage (10) du fluide de refroidissement dans la barrière de flux (8).

Description

ROTOR DE MACHINE ELECTRIQUE AVEC MASQUE D’OBTURATION DANS UNE BARRIERE DE FLUX
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des machines électriques tournantes, en particulier le refroidissement de rotor de machines électriques tournantes.
Elle concerne plus particulièrement le refroidissement par fluide d’un rotor d’une machine électrique tournante synchro-réluctante, assistée d’aimants permanents.
Une machine électrique tournante comporte classiquement une partie fixe, le stator, et une partie mobile en rotation, le rotor, disposées coaxialement l'une dans l'autre. Le rotor est généralement logé à l'intérieur du stator qui porte des bobinages électriques générant un champ magnétique permettant d'entraîner en rotation le rotor. Le rotor est typiquement formé d'un corps formé d’un empilage de tôles, et placé sur un arbre de rotation. Ces tôles comprennent des logements pour des aimants permanents ou des bobines formant des pôles magnétiques à la périphérie du rotor. Les aimants peuvent apparaître à la surface du rotor ou être complètement intégrés au sein du rotor. Un système de roulements et/ou de paliers est prévu entre le rotor et le stator pour permettre leur mouvement relatif.
Les machines électriques s’échauffent du fait des pertes électromagnétiques (pertes par effet Joule et pertes fer) et mécaniques. Cet échauffement nuit à leur fonctionnement et conduit à la dégradation de leurs performances. Par exemple, si les aimants permanents ne sont pas refroidis, le flux magnétique est moins intense, ce qui conduit à une perte de couple et donc une dégradation des performances de la machine électrique. Une démagnétisation irréversible des aimants peut se produire. Le bobinage est également sensible aux élévations de température : plus la température du bobinage est élevée, plus la conductivité électrique du cuivre et la durée de vie du bobinage sont réduites. La résistance du cuivre augmentant, il y a également une perte de rendement. Les divers composants électromagnétiques d’une machine électrique tournante, ainsi que certains matériaux isolants utilisés dans les pièces de la machine électrique, sont ainsi sensibles à réchauffement produit en fonctionnement, et leur refroidissement est indispensable pour dissiper la chaleur produite, afin de conserver un bon rendement de la machine, d’assurer une répétabilité de ses performances, d’allonger sa durée de vie et de limiter la maintenance. De plus, le rotor est un élément critique, car il est isolé thermiquement du système de refroidissement du stator. Il est donc souhaité de prévoir un système de refroidissement capable d’améliorer la tenue thermique de la machine électrique.
La recherche d’un refroidissement performant est donc une préoccupation majeure pour les fabricants et les intégrateurs de machines électriques tournantes.
Technique antérieure
Différents types de refroidissement existent, souvent adaptés à la puissance de la machine électrique, parmi lesquels les systèmes de refroidissement par air, généralement d’efficacité moindre et agressifs pour l’intérieur du moteur, les systèmes de refroidissement par liquide, par exemple par eau, notamment utilisés dès que les pertes sont importantes comme dans le cas des moteurs de traction électriques, ou par huile. D’autres systèmes de refroidissement par hélium ou azote liquide peuvent être utilisés pour les machines électriques de centrales électriques. La demande de brevet (FR 3 057 719) décrit notamment un système de refroidissement pour une machine électrique.
Bien que le refroidissement par air constitue une solution intéressante économiquement, comparativement aux autres systèmes de refroidissement, il présente généralement une efficacité moindre, et est ainsi souvent cantonné au refroidissement de machines électriques peu puissantes. C’est le cas par exemple dans les applications de traction où le refroidissement par air est typiquement utilisé pour des moteurs électriques d’une puissance proche de 140 kW. Au-delà, un système de refroidissement par liquide est souvent mis en oeuvre.
Différents systèmes de refroidissement par liquide ont été développés.
La figure 1 illustre un exemple de réalisation d’un système de refroidissement par liquide selon l’art antérieur. La figure 1 illustre une machine électrique 1 , formée d’un stator 4 et d’un rotor 6. Le rotor 6 comprend un arbre de rotor 2 et un empilage de tôles 3 formant le corps du rotor. Sur cette figure, on a également représenté les têtes de bobine 5 du stator 4. Ces têtes de bobines peuvent également être refroidies. Pour refroidir le rotor 6 et les têtes de bobine 5, un système de refroidissement est prévu, il est illustré par les flèches blanches. Pour cette réalisation, l’arbre de rotor 2 est usiné pour former un canal axial de circulation du liquide de refroidissement. De plus, le liquide de refroidissement sort de l’arbre de rotor 2 en trois endroits : aux extrémités du rotor 6 (en dehors du corps du rotor) pour être dirigé vers les têtes de bobine 5 et au centre du rotor, pour traverser radialement l’empilement de tôles 3 pour être dirigé dans l’entrefer entre le rotor 6 et le stator 4. Ce système de refroidissement présente plusieurs inconvénients. En effet, le refroidissement du rotor est réalisé loin des aimants permanents du rotor (qui sont placés dans l’empilement de tôles 3), ce qui ne permet pas de limiter les effets pouvant entraîner la démagnétisation des aimants permanents. Par ailleurs, le liquide de refroidissement circule dans l’entrefer et à l’extérieur du corps du rotor, il va donc créer un frottement visqueux entre la partie tournante et la partie fixe, ce qui va entraîner des pertes dans le fonctionnement de la machine électrique. En outre, cette solution nécessite un long et précis usinage de l’arbre du rotor 2.
Résumé de l’invention
La présente invention a pour but de réaliser un refroidissement performant du rotor d’une machine électrique, en améliorant les échanges thermiques en particulier à proximité des aimants permanents afin d’éviter la démagnétisation des aimants permanents et de garantir de bonnes performances de la machine électrique. Pour cela, la présente invention concerne un rotor d’une machine électrique, qui comporte au moins un logement pourvu d’aimant permanent, au moins une barrière de flux. Selon l’invention, au moins une barrière de flux comporte un masque d’obturation qui délimite un canal de passage du fluide de refroidissement dans la barrière de flux. Ainsi, grâce au passage du fluide de refroidissement dans la barrière de flux, l’invention permet de refroidir le rotor au plus près des aimants permanents, sans avoir besoin de prévoir des usinages spécifiques du rotor.
La présente invention concerne un rotor de machine électrique, notamment une machine électrique synchrone assistée d’aimants permanents, comprenant au moins un logement pourvu d’un aimant permanent, au moins un logement formant une barrière de flux, et des moyens de refroidissement du rotor par circulation d’un fluide de refroidissement au sein dudit rotor, notamment un liquide de refroidissement. Au moins une barrière de flux est équipée d’un masque d’obturation en matériau amagnétique qui délimite un canal de passage dudit fluide de refroidissement au sein de ladite barrière de flux, ledit canal de passage étant formé à une extrémité de ladite barrière de flux la plus proche d’au moins un logement pourvu d’un aimant permanent.
Selon un mode de réalisation une section dudit canal de passage a sensiblement la forme d’un U.
Selon un aspect, lesdits moyens de refroidissement comportent au moins un flasque à une extrémité dudit rotor qui dirige ledit fluide de refroidissement dans ledit canal de passage. Avantageusement, ledit flasque comporte au moins un conduit sensiblement radial.
Conformément à une mise en oeuvre, ledit canal de passage a une surface qui représente entre 1 % et 10 % de la surface de ladite barrière de flux.
Selon une option de réalisation, ledit rotor est formé d’au moins un empilement de tôles monté sur un arbre, chaque tôle étant perforée pour former ledit au moins un logement pourvu d’aimant permanent et ladite au moins une barrière de flux.
De manière avantageuse, ledit masque d’obturation est une pièce monobloc ayant sensiblement la longueur d’au moins un empilement de tôles, de préférence ayant sensiblement la longueur dudit rotor.
Conformément à un mode de réalisation, ledit masque d’obturation est réalisé dans un matériau choisi parmi les polymères, de préférence le matériau est choisi parmi : le Polytéréphtalate d'éthylène PET, les phénoplastes PF, le poly(sulfure de phénylène) PPS, et les polyphtalamides PPA.
Selon une caractéristique, ledit rotor comporte au moins une paire de pôles, chaque pôle comporte au moins un étage comprenant un logement pourvu d’un aimant permanent disposé circonférentiellement et au moins deux barrières de flux disposées de part et d’autre dudit aimant permanent et orientées vers la périphérie du rotor.
De manière avantageuse, chaque pôle comporte une pluralité d’étages agencés radialement les uns au-dessus des autres.
Avantageusement, pour au moins un étage dudit pôle, lesdites deux barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation.
De préférence, ledit étage pour lequel lesdites deux barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation est l’étage pour lequel ledit aimant permanent est le plus proche du centre dudit rotor.
Conforment à une mise ne oeuvre, ledit fluide de refroidissement est une huile.
En outre, l’invention concerne une machine électrique, notamment une machine électrique synchro-réluctante assistée d’aimants permanents, qui comporte un stator et un rotor selon l’une des caractéristiques précédentes, ledit rotor étant agencé à l’intérieur dudit stator. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
Liste des figures
La figure 1 , déjà décrite, illustre un système de refroidissement selon l’art antérieur.
La figure 2 illustre un système de refroidissement selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 3 illustre un système de refroidissement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 illustre un rotor selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 5 illustre une coupe longitudinale d’un rotor selon un mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
La présente invention concerne un rotor d’une machine électrique, notamment une machine électrique du type synchro-réluctante assistée d’aimants permanents. Toutefois, la présente invention est adaptée à toute machine électrique comprenant au moins un aimant permanent inséré dans le rotor.
Des exemples de rotor de machine électrique synchro-réluctante assistée d’aimants permanents sont décrits notamment dans les demandes de brevet : FR3035552 (US2018166947), FR3036870 (US2018159387), FR3051296 (US2019149015), FR3071371 (WO2019052828), FR3071370 (WO2019052862), FR3084535 (W02020020580),
FR3084534 (W02020020581 ).
Selon l’invention, le rotor comprend :
- au moins un logement pour un aimant permanent, qui génère un flux magnétique,
- au moins une barrière de flux, c’est-à-dire une perforation qui forme une barrière dans la circulation du flux magnétique, une telle barrière de flux permet donc d’orienter au sein du rotor le flux magnétique généré par les aimants permanents et le stator, des moyens de refroidissement du rotor par circulation d’un fluide de refroidissement, de préférence un liquide de refroidissement, au sein du rotor.
Dans la suite de la description, seule la variante préférée qui met en oeuvre un liquide de refroidissement est décrite. Toutefois, l’invention peut également être mise en oeuvre pour un gaz.
Selon l’invention, au moins une barrière de flux est équipée d’un masque d’obturation en matériau amagnétique. Le masque d’obturation délimite un canal de passage du liquide de refroidissement au sein de la barrière de flux. Ainsi, par cette conception, le liquide de refroidissement passe par au moins une barrière de flux, ce qui permet de refroidir cette partie du rotor. Le masque d’obturation est une pièce qui obture partiellement la barrière de flux, la partie de la barrière de flux non obturée forme le canal de passage du liquide de refroidissement. De cette manière, le liquide de refroidissement traverse le rotor uniquement en traversant une portion de la barrière de flux, ce qui permet de contrôler la quantité et le débit du liquide de refroidissement traversant le rotor. De plus, le masque d’obturation étant en matériau amagnétique, il ne modifie pas la fonction de la barrière de flux. Un autre avantage de cette réalisation, est que le système de refroidissement utilise des usinages déjà existants et ne nécessitent pas une modification du rotor. En outre, ce système de refroidissement ne génère aucun frottement visqueux.
De plus, le canal de passage du liquide de refroidissement est formé à une extrémité de la barrière de flux la plus proche d’au moins un logement pourvu d’un aimant permanent. Ainsi, le refroidissement de l’aimant permanent est réalisé, ce qui permet de limiter la montée en température de l’aimant permanent et son éventuelle démagnétisation.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le canal de passage peut avoir une section ayant sensiblement la forme d’un U, de préférence les bords du canal de passage correspondent aux bords de la barrière de flux. Ainsi, la surface d’échange de chaleur entre le rotor et le liquide de refroidissement est augmentée, ce qui favorise les échanges de chaleur, et par conséquent le refroidissement des aimants permanents.
Alternativement, le canal de passage peut avoir d’autres formes, par exemple semi- circulaire, en forme de V, etc.
De préférence, le canal de passage peut avoir une forme qui correspond aux bords de la barrière de flux les plus proches du logement pourvu de l’aimant permanent. Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, le canal de passage peut avoir une surface qui représente entre 1 % et 10 %, de la surface de la barrière de flux. Cette gamme de valeur permet de limiter la quantité et le débit de liquide de refroidissement. En effet, le masque d’obturation vise à calibrer la section de passage du fluide de refroidissement afin d’ajuster la vitesse de l’écoulement dans le but de maximiser l’évacuation des calories via les transferts convectifs, tout en limitant au mieux les pertes de charges au sein du circuit.
Le liquide de refroidissement peut être de tout type, par exemple de l’eau, de l’huile ou tout liquide analogue.
A au moins une extrémité du rotor, il peut être prévu un flasque, qui dirige le liquide de refroidissement dans le canal de passage et inversement (depuis le canal de passage vers l’arbre du rotor). Ainsi, le liquide de refroidissement peut être conduit depuis l’arbre du rotor vers le canal de passage et inversement. Un tel flasque permet également l’étanchéité du rotor.
Selon un mode de réalisation préféré, un flasque peut être prévu à chaque extrémité du rotor, le premier flasque peut permettre de conduire le liquide de refroidissement depuis l’arbre du rotor vers le canal de passage, et le deuxième flasque peut permettre de récupérer le liquide de refroidissement sortant du canal de passage et de le conduire vers l’arbre du rotor.
Pour diriger le liquide de refroidissement, le flasque peut comprendre au moins un conduit sensiblement radial. Ainsi, la circulation du liquide de refroidissement dans le canal de passage peut se faire par centrifugation, et les pertes de charge sont limitées.
Selon un aspect de l’invention, il peut être prévu dans le flasque un conduit par barrière de flux équipée d’un masque d’obturation, de manière diriger le liquide de refroidissement dans chaque canal de passage du liquide de refroidissement.
En outre, le flasque peut comprendre une sortie du liquide de refroidissement prévue pour projeter une partie du liquide de refroidissement vers les têtes de bobine prévues dans le stator. Ainsi, le système de refroidissement permet un refroidissement du rotor et des têtes de bobine du stator, ce qui permet de simplifier le système de refroidissement. Selon un aspect, le flasque peut comprendre une pluralité de sorties du liquide de refroidissement, ces sorties peuvent être régulièrement réparties sur le pourtour du flasque, afin d’assurer une répartition homogène du refroidissement des têtes de bobines. Selon un mode de réalisation, le rotor peut être formé d’au moins un empilement (appelé également « stack ») de tôles monté sur un arbre, appelé arbre du rotor. Les tôles sont réalisées en matériau ferromagnétique de manière à guider le flux magnétique des aimants permanents et du stator. Les tôles sont performées pour former l’au moins un logement pourvu de l’aimant permanent et l’au moins une barrière de flux.
Pour ce mode de réalisation, le masque d’obturation peut être une pièce monobloc ayant sensiblement la longueur (selon la direction axiale du rotor) d’au moins un empilement de tôles, de préférence, ayant sensiblement la longueur du rotor (selon la direction axiale). Ce mode de réalisation permet un montage simplifié du masque d’obturation.
Alternativement, le masque d’obturation peut avoir une épaisseur ayant sensiblement égale à l’épaisseur d’une tôle. Ainsi, on peut prévoir un masque d’obturation par tôle.
Selon un aspect, le masque d’obturation peut être réalisé dans un matériau polymère, de préférence il peut être notamment choisi parmi le Polytéréphtalate d'éthylène PET, les phénoplastes PF, le poly(sulfure de phénylène) PPS, et les polyphtalamides PPA. Ces matériaux permettent de ne pas modifier la fonction de la barrière de flux et limitent le coût de fabrication du masque d’obturation.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les moyens de refroidissement peuvent comprendre des chicanes formées par le masque d’obturation, afin d’augmenter la turbulence dans la circulation du liquide de refroidissement proche des aimants permanents.
La figure 2 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un premier mode de réalisation d’un système de refroidissement par liquide selon l’invention. La figure 2 illustre, selon une coupe longitudinale du rotor, une machine électrique 1 , formée d’un stator 4 et d’un rotor 6. Le rotor 6 comprend un arbre de rotor 2 et un empilage de tôles 3 (appelé corps du rotor). Sur cette figure, on a également représenté les têtes de bobine 5 du stator 4. Pour refroidir le rotor 6, un système de refroidissement est prévu, il est illustré par les flèches blanches. Pour cette réalisation, l’arbre de rotor 2 est usiné pour former un canal axial de circulation du liquide de refroidissement. De plus, le liquide de refroidissement sort de l’arbre de rotor 2 aux extrémités du rotor 6 (et dans le corps du rotor) pour être dirigé radialement (par exemple dans un flasque - non représenté), puis axialement dans un canal de passage tout en restant dans le rotor, et enfin le liquide de refroidissement est dirigé radialement (par exemple dans un flasque - non représenté) vers l’arbre de rotor 2.
La figure 3 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un deuxième mode de réalisation d’un système de refroidissement par liquide selon l’invention. La figure 3 illustre, selon une coupe longitudinale du rotor, une machine électrique 1 , formée d’un stator 4 et d’un rotor 6. Le rotor 6 comprend un arbre de rotor 2 et un empilage de tôles 3 (appelé corps du rotor). Sur cette figure, on a également représenté les têtes de bobine 5 du stator 4. Ces têtes de bobines peuvent également être refroidies. Pour refroidir le rotor 6 et les têtes de bobine 5, un système de refroidissement est prévu, il est illustré par les flèches blanches. Pour cette réalisation, l’arbre de rotor 2 est usiné pour former un canal axial de circulation du liquide de refroidissement. De plus, le liquide de refroidissement sort de l’arbre de rotor 2 aux extrémités du rotor 6 (et dans le corps du rotor) pour être dirigé radialement (par exemple dans un flasque - non représenté), puis axialement dans un canal de passage tout en restant dans le rotor, et enfin le liquide de refroidissement est dirigé radialement (par exemple dans un flasque - non représenté) vers l’arbre de rotor 2. En outre, une petite partie du liquide de refroidissement est dirigée vers les têtes de bobines 5, depuis les flasques.
Selon un mode de réalisation, le rotor comporte au moins une paire de pôles magnétiques. Un pôle magnétique du rotor comporte au moins un aimant permanent orienté selon une direction magnétique, et, dans une paire de pôles magnétiques, les aimants permanents sont orientés selon des directions magnétiques opposées (par exemple si dans un premier pôle, l’aimant permanent est orienté de manière à ce que sa polarité nord soit face à la périphérie du rotor, alors dans le deuxième pôle, l’aimant permanent est orienté de manière à ce que sa polarité sud soit face à la périphérie du rotor).
Chaque pôle magnétique comporte au moins un étage, qui peut comprendre un logement pourvu d’un aimant permanent disposé circonférentiellement (en d’autres termes, l’aimant permanent est sensiblement perpendiculaire à un rayon du rotor), et au moins deux barrières de flux disposées de part et d’autre du logement pourvu de l’aimant permanent. Les barrières de flux sont orientées vers la périphérie du rotor. En d’autres termes, un étage peut avoir sensiblement la forme d’un V à fond plat, pour lequel le fond plat est formé par le logement pourvu de l’aimant permanent, et les barres du V sont formées par les barrières de flux. Conformément à une mise en oeuvre de ce mode de réalisation, chaque pôle magnétique peut comporter une pluralité d’étages agencés radialement les uns au-dessus des autres. En d’autres termes, chaque pôle magnétique peut comporter plusieurs aimants permanents disposés sur un même rayon du rotor (en d’autres termes les aimants sont disposés dans une direction radiale du rotor), les uns au-dessus des autres, et espacés les uns des autres, et, à chaque aimant permanent est associé deux barrières de flux orientées vers la périphérie du rotor). Cette mise en oeuvre permet d’augmenter le flux magnétique de chaque pôle. Par exemple, chaque pôle magnétique peut comporter deux, trois ou quatre étages, voire plus.
Pour cette mise en oeuvre du rotor, au moins un étage de chaque pôle peut être équipé par des masques d’obturation. Dans ce cas, pour au moins un étage de chaque pôle, les deux barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation. Ainsi, l’aimant permanent de l’étage considéré est refroidi de deux côtés, ce qui permet de faire baisser significativement la température de l’aimant permanent.
Selon une première variante de réalisation, l’étage pour lequel les barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation est l’étage interne, c’est-à-dire l’étage pour lequel l’aimant permanent est le plus proche du centre du rotor. En effet, l’aimant permanent le plus proche du centre du rotor est l’aimant permanent qui est soumis à de plus grandes températures.
Selon une deuxième variante de réalisation, l’étage pour lequel les barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation est un étage externe, c’est-à-dire l’étage pour lequel l’aimant permanent est le plus proche de la périphérie du rotor.
Selon une troisième variante de réalisation, l’étage pour lequel les barrières de flux sont équipées d’un masque d’obturation est un étage intermédiaire, c’est-à-dire un étage situé entre l’étage interne et l’étage externe.
Ces trois variantes de réalisation peuvent être combinées, et ainsi plusieurs, voire tous les étages peuvent comprendre des barrières de flux avec des masques d’obturation.
Pour cette mise en oeuvre de l’invention, il peut être également prévu des aimants permanents latéraux dans au moins un étage. Une telle configuration est divulguée notamment dans la demande de brevet FR 3094583. Par exemple, l’étage interne peut comprendre un aimant permanent central et deux aimants latéraux à la place des barrières de flux, un étage intermédiaire et/ou l’étage externe peut comprendre un aimant permanent central, et des barrières de flux latérales, au moins deux barrières de flux latérales d’un étage intermédiaire et/ou externe peuvent être équipées d’un masque d’obturation pour former des canaux de passage du liquide de refroidissement.
Selon un mode de réalisation préféré, le rotor peut comporter quatre paires de pôles, chaque pôle comporte trois étages (un étage interne, un étage intermédiaire et un étage externe), chaque étage comporte un aimant permanent circonférentiel et deux barrières de flux de part et d’autre de l’aimant permanent, le tout ayant la forme d’un V à fond plat, et seules les barrières de flux de l’étage interne sont équipées de masques d’obturation. Cette réalisation permet de réduire fortement la température des aimants, et permet donc des gains sur le rendement du moteur, tel que cela est illustré dans l’exemple comparatif ci-après.
D’autres configurations des pôles magnétiques peuvent être envisagées, par exemple des aimants positionnés en V comme décrit notamment dans la demande de brevet US2017040854, ou des étages de forme arquée comme décrit notamment dans la demande de brevet US2016380492, etc.
La figure 4 illustre, schématiquement et de manière non limitative, en vue de face une tôle d’un rotor selon un mode de réalisation préféré de l’invention. La tôle 3 est perforée en son centre pour la fixation sur un arbre de rotor 2. La tôle 3 est perforée pour former des logements pour des aimants permanents 7, et des barrières de flux 8. La tôle 3 représentée comporte quatre paires de pôles magnétiques. Chaque pôle comporte trois étages agencés les uns au-dessus des autres. Chaque étage a sensiblement la forme d’un V à fond plat, pour lequel le fond plat est formé par le logement pourvu de l’aimant permanent 7, et les barres du V sont formées par les barrières de flux 8. Les barrières de flux 8 internes (les plus proches du centre du rotor) comportent des masques d’obturation 9. Les masques d’obturation 9 obturent partiellement les barrières de flux 8, pour former des canaux de passage 10 du liquide de refroidissement. Les canaux de passage 10 du liquide de refroidissement sont agencés à proximité de l’aimant permanent 7, et ont sensiblement une forme de U.
La figure 5 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un rotor selon un mode de réalisation de l’invention, en vue en coupe selon la direction A-A de la figure 4. Le rotor 6 comporte un arbre de rotor 2, sept empilements 11 de tôles, deux flasques 12 placés à chaque extrémité du rotor. Le rotor 6 comporte également un masque d’obturation 9 qui délimite un canal de passage 10 dans une barrière de flux du rotor 6. Le système de refroidissement comporte un canal 15 dans l’arbre de rotor 2, le canal de passage 10 dans le rotor 6 et un conduit 13 dans chaque flasque 12 qui relie le canal 15 de l’arbre de rotor au canal de passage 10 dans le rotor. En outre, le système de refroidissement comporte un orifice 14 pour projeter une partie du liquide de refroidissement vers les têtes de bobine prévues dans le stator (non représentées).
L’invention concerne également une machine électrique, qui comporte un stator et un rotor selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes telles que décrites ci-dessus. Le rotor est agencé à l’intérieur du stator. Classiquement, le stator comprend des bobinages pour générer un champ magnétique tournant apte à faire tourner le rotor par rapport au stator.
Selon un mode de réalisation, la machine électrique est une machine synchro-réluctante assistée d’aimants permanents.
Comme il va de soi, l’invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation du rotor, décrits ci-dessus à titre d’exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.
Exemple comparatif
Les caractéristiques et avantages du rotor selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de l'exemple comparatif ci-après.
Dans cet exemple, on simule les échanges thermiques au sein d’un rotor d’une machine synchro-réluctante, assistée d’aimants permanents, telle qu’illustrée en figures 4 et 5, avec une variation de l’emplacement du canal de passage dans les différentes barrières de flux, au point de fonctionnement 14 000 tr/min à 50 kW. Le rotor est refroidi avec de l’huile ayant une température de 60°C.
Exemple n°1 (selon l’art antérieur)
Cet exemple correspond à la machine électrique des figures 4 et 5 sans système de refroidissement.
Exemple n°2 (selon l’art antérieur) Cet exemple correspond à un système de refroidissement de la machine électrique conformément à la figure 1 , avec la conception du rotor selon les figures 4 et 5 (sans canal de passage du liquide de refroidissement dans les barrières de flux).
Exemple n° 3 (selon l’invention)
Cet exemple correspond à la machine électrique des figures 4 et 5 avec le canal de passage dans les barrières de flux de l’étage externe.
Exemple n° 4 (selon l’invention)
Cet exemple correspond à la machine électrique des figures 4 et 5 avec le canal de passage dans les barrières de flux de l’étage intermédiaire.
Exemple n° 5 (selon l’invention)
Cet exemple correspond à la machine électrique des figures 4 et 5 avec le canal de passage dans les barrières de flux de l’étage interne.
Exemple n° 6 (selon l’invention)
Cet exemple correspond à la machine électrique des figures 4 et 5 avec le canal de passage dans toutes les barrières de flux (externe, intermédiaire et interne).
Après ces simulations, on compare les températures pour les différents exemples, les résultats sont reportés dans le tableau 1 :
[Table 1]
Dans ce tableau 1 , le gain est exprimé par rapport à l’exemple n°1 selon l’art antérieur. On remarque que l’invention permet de réduire la température des aimants, quelle que soit emplacement du canal de passage du liquide de refroidissement dans les barrières de flux. On remarque également que les exemples 5 et 6 permettent de minimiser les températures du rotor et des aimants d’au moins 50°C, ce qui permet des gains importants sur le rendement du moteur.

Claims

Revendications
1. Rotor de machine électrique, notamment une machine électrique synchrone assistée d’aimants permanents, comprenant au moins un logement pourvu d’un aimant permanent (7), au moins un logement formant une barrière de flux (8), et des moyens de refroidissement du rotor par circulation d’un fluide de refroidissement au sein dudit rotor, notamment un liquide de refroidissement, caractérisé en ce qu’au moins une barrière de flux (8) est équipée d’un masque d’obturation (9) en matériau amagnétique qui délimite un canal de passage (10) dudit fluide de refroidissement au sein de ladite barrière de flux, ledit canal de passage (10) étant formé à une extrémité de ladite barrière de flux (8) la plus proche d’au moins un logement pourvu d’un aimant permanent (7).
2. Rotor selon la revendication 1 , dans lequel une section dudit canal de passage (10) a sensiblement la forme d’un U.
3. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de refroidissement comportent au moins un flasque (12) à une extrémité dudit rotor qui dirige ledit fluide de refroidissement dans ledit canal de passage (10).
4. Rotor selon la revendication 3, dans lequel ledit flasque (12) comporte au moins un conduit (13) sensiblement radial.
5. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit canal de passage (10) a une surface qui représente entre 1 % et 10 % de la surface de ladite barrière de flux (8).
6. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit rotor est formé d’au moins un empilement de tôles monté sur un arbre (2), chaque tôle étant perforée pour former ledit au moins un logement pourvu d’aimant permanent (7) et ladite au moins une barrière de flux (8).
7. Rotor selon la revendication 6, dans lequel ledit masque d’obturation (9) est une pièce monobloc ayant sensiblement la longueur d’au moins un empilement de tôles, de préférence ayant sensiblement la longueur dudit rotor.
8. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit masque d’obturation (9) est réalisé dans un matériau choisi parmi les polymères, de préférence le matériau est choisi parmi : le Polytéréphtalate d'éthylène PET, les phénoplastes PF, le poly(sulfure de phénylène) PPS, et les polyphtalamides PPA.
9. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit rotor comporte au moins une paire de pôles, chaque pôle comporte au moins un étage comprenant un logement pourvu d’un aimant permanent (7) disposé circonférentiellement et au moins deux barrières de flux disposées (8) de part et d’autre dudit aimant permanent et orientées vers la périphérie du rotor.
10. Rotor selon la revendication 9, dans lequel chaque pôle comporte une pluralité d’étages agencés radialement les uns au-dessus des autres.
11. Rotor selon la revendication 10, dans lequel pour au moins un étage dudit pôle, lesdites deux barrières de flux (8) sont équipées d’un masque d’obturation (9).
12. Rotor selon la revendication 11 , dans lequel ledit étage pour lequel lesdites deux barrières de flux (8) sont équipées d’un masque d’obturation (9) est l’étage pour lequel ledit aimant permanent est le plus proche du centre dudit rotor.
13. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit fluide de refroidissement est une huile.
14. Machine électrique, notamment une machine électrique synchro-réluctante assistée d’aimants permanents, caractérisée en ce qu’elle comporte un stator (4) et un rotor (6) selon l’une des revendications précédentes, ledit rotor (6) étant agencé à l’intérieur dudit stator (4).
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