EP4635051A1 - Rotor de machine électrique comprenant un évidement avec un ergot ou une gorge - Google Patents

Rotor de machine électrique comprenant un évidement avec un ergot ou une gorge

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Publication number
EP4635051A1
EP4635051A1 EP23813414.2A EP23813414A EP4635051A1 EP 4635051 A1 EP4635051 A1 EP 4635051A1 EP 23813414 A EP23813414 A EP 23813414A EP 4635051 A1 EP4635051 A1 EP 4635051A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
rotor
lug
groove
recesses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23813414.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Baptiste CHAREYRON
Andre Nasr
Victor MEDIAVILLA SANTOS
Belir BOUDHMINE
Samy LAABIDI
Denis GROSJEAN
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP4635051A1 publication Critical patent/EP4635051A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to a synchro-reluctant rotating electric machine (assisted by permanent magnets) or to buried magnets and concerns more particularly the particular architecture of a rotor of such a machine.
  • such an electric machine comprises a stator and a rotor arranged coaxially one inside the other.
  • the rotor consists of a rotor body with a stack of sheets placed on a rotor shaft. These sheets include housings for permanent magnets and perforations to create flux barriers making it possible to radially direct the magnetic flux from the magnets towards the stator and to promote the creation of a reluctant torque, and to lighten this rotor to reduce the centrifugal forces that the stack of sheets must withstand.
  • This rotor is generally housed inside a stator which carries electrical windings making it possible to generate a magnetic field making it possible to rotate the rotor.
  • the rotor of a synchro-reluctant machine comprises a plurality of axial recesses which pass through the sheets from side to side.
  • a first series of axial recesses arranged radially above each other and at a distance from each other, form housings for magnetic flux generators, here magnets permanent in the form of a rectangular bar.
  • the other series of recesses consists of perforations with an inclined radial direction, which start from these housings to arrive near the edge of the sheets, near the air gap.
  • the inclined perforations are arranged symmetrically in relation to the housings of the magnets so as to each time form a geometric figure substantially in the shape of a V with a flattened bottom with the flat bottom formed by the housing of the magnets and with the inclined arms of this V formed by the perforations. Flow barriers are thus created formed by the perforations.
  • the magnetic flux coming from the permanent magnets can then only pass through the solid parts between the perforations. These solid parts are made of a ferromagnetic material.
  • Patent application WO2022/128541 relates to an electric machine with a rotor comprising flux barriers adapted to permanent magnets of rectangular shape.
  • Figure 1 illustrates the rotor of this electrical machine of the prior art.
  • the rotor 1 is made up of a plurality of laminated sheets.
  • Figure 1 is a partial view of a rotor in cross section, which represents a single pole of the rotor of the electric machine.
  • the rotor 1 comprises several magnetic poles and each magnetic pole here comprises three flux barriers positioned radially one above the other.
  • the first flow barrier the internal flow barrier (closest to the axis of the rotor 1) comprises a central recess 3 and two lateral recesses 2a and 2b.
  • the second flow barrier comprises two side recesses 4a and 4b and the third flow barrier comprises a central recess 5.
  • the stops 6a, 6b, 7a, 7b, 8a and 8b are formed by local reductions in the width of the recesses 2a, 2b, 3, 4a, 4b
  • Each stop 6a, 6b, 7a, 7b, 8a and 8b thus divides the space of the recesses 2a, 2b, 3, 4a and 4b into three volumes: a central volume located between the two stops of the recess considered, the central volume being occupied by a permanent magnet and two peripheral volumes 9, 10, on each side of the central volume.
  • the peripheral volumes 9, 10 allow air flow and therefore do not include permanent magnets.
  • the recesses are designed to allow the passage of these tools (tools which are then removed once the magnets are positioned in the recesses). These tools also require precise design and manufacturing, implementation in an industrial environment and recurring verification.
  • the technical problem that we propose to solve thus consists of designing a simple and facilitated solution for guiding and positioning the magnets in the recesses of the flow barriers, while increasing the electromagnetic and mechanical performances of the machine, and reducing its cost.
  • the invention relates to a rotor for an electric machine comprising:
  • a rotor body formed by a stack of sheets, preferably configured to be positioned on a rotor shaft, and
  • each magnetic pole comprising at least one flux barrier, preferably at least two flux barriers located radially above each other, each flux barrier comprising at least one recess, each magnetic pole comprising at least one permanent magnet in a recess.
  • each recess is formed between two lines, each permanent magnet being adapted to be inserted into at least one recess, and each recess into which a permanent magnet is inserted has a lug or a groove, the lug or the groove being defined by a rounded profile with a predefined radius in direct connection with one of said two lines, the permanent magnet having a shape complementary to the lug or the groove.
  • each permanent magnet has a non-prismatic or prismatic shape to adapt to the shape of the recess in which it is inserted.
  • the predefined radius is between 0.5 and 2 mm, preferably between 0.8 and 1.2 mm.
  • the lug or the groove is positioned on the line of the recess closest to the axis of rotation of the rotor.
  • the lug or the groove does not have any flat or straight part.
  • the lug or the groove is open to an angle of between 60° and 150°, preferably between 80° and 120° and even more preferably between 90° and 100°.
  • the rotor body comprises three or four flow barriers.
  • the first and second flow barriers each have three recesses, one of said three recesses being a central recess and the other two being lateral recesses, the third flow barrier having two recesses and the possible fourth flow barrier having two recesses.
  • the first barrier comprises three permanent magnets, one in each recess, and the second flux barrier comprises two permanent magnets, one in each lateral recess and the third and possible fourth flux barriers do not comprise magnets permanent.
  • the width of the flow barriers can be constant or decreasing from the center towards the radial ends.
  • the invention also relates to an electric machine comprising a stator and a rotor as described above, said rotor being housed inside said stator.
  • said electric machine is of the synchro-reluctant electric machine type.
  • Figure 1 represents an example of a rotor according to the prior art.
  • Figure 2 illustrates an electric machine rotor according to the invention.
  • Figure 3 illustrates an example of a lug or groove of a rotor recess of an electric machine according to the invention. Description of embodiments
  • the invention relates to a rotor for an electric machine, in particular an electric machine, for example of the type with buried magnets and more particularly of the synchro-reluctant type assisted by permanent magnets. Furthermore, the present invention relates to an electric machine, preferably of the synchro-reluctant type, comprising a rotor according to the invention and a stator, the rotor being arranged within the stator coaxially therewith.
  • the rotor for an electric machine comprises:
  • a rotor body formed by a stack of sheets, preferably configured to be positioned on a rotor shaft, and
  • Each magnetic pole comprises at least one flux barrier, preferably at least two flux barriers located radially above each other and each flux barrier comprises at least one recess. Additionally, each magnetic pole includes at least one permanent magnet in a recess.
  • the flow barrier recesses are axial.
  • the recesses extend in the axial (longitudinal) direction, i.e. along the axis of the rotor passing through the rotor over its entire axial length.
  • Permanent magnets generate a magnetic flux, allowing the rotation of the rotor by creating a rotating magnetic field that can also be generated by the stator.
  • the flux barriers make it possible to guide the magnetic field generated by the rotor and by the at least one permanent magnet towards the air gap (the air gap being the space formed between the periphery of the rotor and the stator), so as to limit magnetic flux leaks and increase the performance (notably torque and power) of the electric machine.
  • a magnetic pole pair consists of two magnetic poles of opposite polarity.
  • each recess is formed between two lines, for example between an upper line and a lower line.
  • the upper and lower lines demarcate the upper and lower edges of the flow barriers.
  • the terms “upper” and “lower” are understood radially relative to the axis of the rotor. In others, the upper line (the edge upper) of a recess is further from the rotor axis than the lower line (the lower edge) of the same recess.
  • the lines can be straight lines or include straight lines, for example for the installation of prismatic magnets.
  • the lines can be curved or include curved lines (associated or not with straight lines), for example for the installation of non-prismatic shaped magnets. This form of non-prismatic magnets maximizes the electromagnetic performance of the electrical machine.
  • each permanent magnet is adapted to be inserted into at least one recess: the width of the permanent magnet is substantially equal to the width of the recess.
  • At least one permanent magnet can be adapted to be inserted into several recesses of a magnetic pole of the electric machine, so as to limit the diversity of geometries and tools.
  • the rotor can include several identical permanent magnets (particularly in terms of shape and dimensions).
  • each recess into which a permanent magnet is inserted has a lug or a groove.
  • pin we mean a male part of the rotor body in the direction of the permanent magnet (protruding towards the permanent magnet).
  • throat we mean a female part of the rotor body in the direction opposite to the magnet.
  • the lug forms a bump on the rotor body while the groove forms a hollow.
  • the lug or the groove can be arranged on the lower line or the upper line of the recess of the flow barrier.
  • each permanent magnet inserted in a recess which includes a lug or a groove comprises a complementary shape.
  • the permanent magnet when the recess has a lug, the permanent magnet can include a groove of similar shape to the lug, and conversely when the recess has a groove, the permanent magnet can include a lug of shape similar to the throat. This ensures that the permanent magnet fits into the recess.
  • the lug or the groove is defined by a rounded profile with a predefined radius in direct connection with one of said two lines and the permanent magnet has a shape complementary to the lug or the groove.
  • the lug or the groove of the recess is formed by an arc of a circle of predefined radius and the lug or the groove does not have any straight part.
  • straight part we mean that the lug or groove does not have any part extending in a straight line.
  • the lug forms a convex arc of a circle and the groove forms a concave arc of a circle.
  • this lug or this rounded profile groove linked directly to the line on which it is installed, the magnet can be guided for its installation in the recess and it benefits from a degree of freedom in rotation to facilitate its installation: thus, the assembly of the magnet can be carried out without constraining the magnet.
  • this lug or this groove ensures that the magnet is maintained in position over time.
  • This particular shape also makes it possible to use the entire section of the recess to insert a permanent magnet: it is no longer necessary to provide air volumes on either side of the permanent magnet.
  • the electromagnetic performance of the electrical machine can be increased and this configuration allows easier mechanical optimization. This also reduces the cost of manufacturing tooling for lamination on an industrial scale.
  • the grooves or lugs of different recesses or of the same recess can be defined by rounded arc profiles with centers of different predefined radii.
  • one of the grooves or lugs may have a first predefined radius which is different from a second predefined radius of another groove or lug.
  • each permanent magnet has a non-prismatic or prismatic shape to adapt to the shape of the recess into which it is inserted.
  • the non-prismatic shape can in particular be adapted when the recess extends between two curved lines. These shapes make it possible to increase the performance of the electrical machine.
  • the prismatic shape of the magnets allows a more classic production and is suitable for recesses extending in particular between two straight lines.
  • Prismatic or non-prismatic permanent magnets can be produced by machining for example or by powder sintering techniques or by injection.
  • the predefined radius can be between 0.5 and 2 mm, preferably between 0.8 and 1.2 mm. Such a radius allows both guiding and maintaining the magnet in position while ensuring easy installation of the permanent magnet in the recess. It therefore offers an excellent compromise.
  • the lug or the groove can be positioned on the line of the recess closest to the axis of rotation of the rotor (on the lower line of the recess).
  • the lug or groove can be positioned on the line of the recess farthest from the axis of rotation of the rotor (on the upper line of the recess).
  • each recess in which a permanent magnet is inserted has a single lug or a single groove.
  • the single lug or the single groove can be on the upper line or on the lower line but if a line includes a lug or a groove, the other line of the recess has neither lug nor groove.
  • the installation of the magnet is facilitated by maintaining a degree of freedom in rotation, which would not be the case if the recess included at least two lugs, at least two grooves or at least one lug and one throat.
  • the lug or the groove may not have any flat or straight part. Indeed, by not having any flat or straight part, the magnet retains a degree of freedom in rotation around the lug or the groove to facilitate its insertion into the recess.
  • the lug or the groove can be opened to an angle of between 60° and 150°, preferably between 80 and 120° and even more preferably between 90° and 100°.
  • This opening makes it possible to maintain the degree of freedom in rotation to facilitate the installation of the magnet, while ensuring its guidance in the recess and its maintenance in position.
  • the opening is defined by the opening of the arc of a circle formed by the radius of curvature of the lug or the groove.
  • the rotor body may comprise three or four flow barriers. Indeed, the more flux barriers the rotor body includes, the better the magnetic field is guided. The number of three or four barriers offers an excellent compromise between expected performance and manufacturing complexity.
  • the first and second flow barriers each have three recesses.
  • One of the three recesses of these first and second flow barriers is a central recess: it is positioned on a radial axis of symmetry of the flow barriers and the central recess is symmetrical on either side of this radial axis of symmetry.
  • the other two recesses of the first and second flow barriers are side (peripheral) recesses, a side recess on each side of the central recess.
  • the side recesses are symmetrical to each other with respect to the radial axis of symmetry.
  • the two lateral recesses are thus positioned and spaced on either side of a central recess.
  • each internal flow barrier substantially form a U (according to a section transverse to the axis of the rotor, which corresponds to the plane of a sheet constituting the rotor body), the bottom of the U being formed by the central recess, and the opposite segments of the U being formed by the lateral recesses.
  • the sheets of the rotor body can be made of ferromagnetic material so as to guide the magnetic flux created by permanent magnets and possibly the winding stator.
  • the flow barrier recesses can be obtained by perforations in the stacked laminations forming the rotor body, and the magnetic bridges are formed by the lamination itself.
  • the third flow barrier can comprise (or consist of) two recesses (which are two lateral recesses symmetrical with respect to each other with respect to the radial axis of symmetry) and the possible fourth flow barrier can also comprise (or consist of) two recesses (which are two lateral recesses symmetrical with respect to each other with respect to the radial axis of symmetry).
  • Such a rotor thus makes it possible to better guide the magnetic field towards the stator and to increase the reluctance torque.
  • the first flux barrier may comprise three (and preferably only three) permanent magnets, one in each recess, and the second flux barrier may comprise two (and preferably only two) permanent magnets, one in each side recess.
  • the third and possible fourth flux barriers do not include permanent magnets. This configuration makes it possible to maximize the torque and power density of the machine, by limiting the quantity of permanent magnets necessary. Limiting the number of permanent magnets also makes it possible to reduce industrial constraints on the dimensions of permanent magnets as well as the manufacturing cost.
  • the width of the flow barriers (of the recesses of the flow barriers in particular) can decrease from the center towards the radial ends.
  • the width of the different recesses of the different flow barriers decreases from the center towards the radial ends of the flow barriers. This configuration makes it possible to maximize the torque and power density of the electric machine.
  • the magnets can then have a suitable shape with a decreasing thickness, corresponding to the width of the recesses in which they are inserted, from the center towards the outside of the rotor body.
  • the width of the flow barriers can be constant from the center towards the radial ends, so as to simplify the manufacture of sheets and permanent magnets for example.
  • the magnets can then have a suitable shape with a constant thickness, corresponding to the width of the recesses in which they are inserted, from the center towards the outside of the rotor body.
  • Figure 2 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, a rotor for an electric machine according to the invention.
  • Figure 2 is a partial view of a rotor in a cross section, which represents a single pole of the rotor of the electric machine.
  • the rotor has several magnetic poles and each magnetic pole includes at least one flux barrier.
  • the magnetic pole shown includes three flux barriers.
  • the first flow barrier starting from the center outwards, comprises a central recess 3 and two side recesses 2a and 2b;
  • the second flow barrier starting from the center outwards, comprises two side recesses 4a and 4b and a central recess 11 and
  • the third flow barrier comprises two side recesses 5.
  • the side recesses 5 of the third flux barrier do not include any permanent magnet.
  • the side recesses 2a, 2b, 4a, 4b of the first and second flow barrier and the central recess 3 of the first flow barrier comprise permanent magnets whose shape is substantially identical to the shape of the recesses in which they are inserted. Thus, there is no loss of volume of the recesses where part of the volume would only consist of air and thus generating an electromagnetic loss.
  • the recesses shown are formed between lines, an upper line and a lower line.
  • the lateral recess 4a is formed between the lower line 17 and the upper line 18.
  • the lower lines 17 and upper 18 are curved lines but they could be or include straight lines.
  • Each recess 2a, 2b, 3, 4a and 4b in which a permanent magnet is inserted here comprises one (and only one) lug 12, 13, 14, 15, 16 (alternatively it could include a groove) forming a male part oriented in direction of the permanent magnet inside the recess.
  • the lug 12, 13, 14, 15, 16 forms a rounded part in the form of an arc starting directly from the lower line and joining directly to the lower line.
  • the lug 12, 13, 14, 15, 16 therefore does not have any straight (or flat) part and is only made up of the rounded arc profile of a predefined radius.
  • the lugs 12, 13, 14, 15, 16 are represented on the lower lines of the different recesses 2a, 2b, 3, 4a and 4b but they could just as easily be represented on the upper lines of these different recesses.
  • the lugs When the lugs are replaced by grooves, these form female parts in the opposite direction to the permanent magnet.
  • the groove forms a rounded arcuate part starting directly from the lower line and joining directly to the lower line.
  • the groove therefore has no straight (or flat) part here and is only made up of the rounded profile in the form of an arc of a predefined radius.
  • Each permanent magnet has a shape adapted to the shape of the recess into which it is inserted.
  • each permanent magnet has a shape complementary to the lug 12, 13, 14, 15, 16 or to the groove of the recess.
  • the permanent magnet then comprises a complementary shape in the form of an arcuate groove (or a groove) whose radius is substantially equal to the predefined radius of the lug.
  • the permanent magnet then comprises a complementary shape in the form of an arcuate protrusion (or a lug) whose radius is substantially equal to the predefined radius of the groove.
  • Figure 3 illustrates, in a schematic and non-limiting manner, an example of a groove or lug of a rotor recess according to the invention.
  • the rotor comprises at least one recess in which a permanent magnet is placed.
  • the recess comprises a lug (in the direction of the permanent magnet, forming a male part) or a groove (in the opposite direction to the permanent magnet, forming a female part) 21.
  • the permanent magnet has a shape complementary to this lug or at this groove 21.
  • the lug or groove 21 is a rounded profile in the shape of an arc of a circle with a predefined radius R, preferably between 0.5 mm and 2 mm, preferably close to 1 mm.
  • Line 20 can be an upper line or a lower line of the recess, it can be straight or curved or comprise straight parts and/or curved parts.
  • the lug or groove 21 forms a rounded profile in the form of an arc of a predefined radius R and the center of this central arc corresponds to point C.
  • the lug or groove 21 is open to an angle 0 between 60° and 150°, preferably between 80° and 120° and even more preferably between 90° and 100°.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

L'invention concerne un rotor et une machine électrique Le rotor comprend un corps de rotor et plusieurs paires de pôles magnétiques. Chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux, et chaque barrière de flux comprend au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5). Chaque pôle magnétique comprend au moins un aimant permanent dans un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b). Chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5) est formé entre deux lignes (17, 18). Chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou une gorge, qui est défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes (17, 18), l'aimant permanent comportant une forme complémentaire à l'ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou à la gorge.

Description

ROTOR DE MACHINE ÉLECTRIQUE COMPRENANT UN ÉVIDEMENT AVEC UN ERGOT OU UNE GORGE
Domaine technique
La présente invention se rapporte à une machine électrique tournante synchro-réluctante (assistée d'aimants permanents) ou à aimants enterrés et concerne plus particulièrement l’architecture particulière d’un rotor d’une telle machine.
Généralement, une telle machine électrique comporte un stator et un rotor disposés coaxialement l'un dans l'autre.
Le rotor est formé d'un corps de rotor avec un empilage de tôles placé sur un arbre de rotor. Ces tôles comprennent des logements pour des aimants permanents et des perforations pour créer des barrières de flux permettant de diriger radialement le flux magnétique des aimants vers le stator et pour favoriser la création d’un couple reluctant, et d’alléger ce rotor pour diminuer les efforts centrifuges que l’empilage de tôles doit supporter.
Ce rotor est généralement logé à l'intérieur d'un stator qui porte des bobinages électriques permettant de générer un champ magnétique permettant d'entraîner en rotation le rotor.
Technique antérieure
Comme cela est mieux décrit notamment dans la demande de brevet W02020/020580, le rotor d’une machine synchro-réluctante comprend une pluralité d'évidements axiaux qui traversent les tôles de part en part.
Pour la conception du rotor décrite dans cette demande de brevet, une première série d'évidements axiaux, disposés radialement les uns au-dessus des autres et à distance les uns des autres, forment des logements pour des générateurs de flux magnétiques, ici des aimants permanents sous forme de barreau rectangulaire.
L'autre série d'évidements consiste en des perforations de direction radiale inclinée, qui partent de ces logements pour arriver au voisinage du bord des tôles, au voisinage de l’entrefer.
Les perforations inclinées sont disposées symétriquement par rapport aux logements des aimants de manière à former à chaque fois une figure géométrique sensiblement en forme de V à fond aplati avec le fond plat formé par le logement des aimants et avec les bras inclinés de ce V formés par les perforations. Il se crée ainsi des barrières de flux formées par les perforations. Le flux magnétique provenant des aimants permanents ne peut alors que transiter par les parties pleines entre les perforations. Ces parties pleines sont constituées d’un matériau ferromagnétique.
La demande de brevet WO2022/128541 concerne une machine électrique avec un rotor comprenant des barrières de flux adaptées à des aimants permanents de forme rectangulaire.
La figure 1 illustre le rotor de cette machine électrique de l’art antérieur. Le rotor 1 est constitué d’une pluralité de tôles laminées. La figure 1 est une vue partielle d’un rotor selon une section transversale, qui représente un seul pôle du rotor de la machine électrique. Le rotor 1 comprend plusieurs pôles magnétiques et chaque pôle magnétique comprend ici trois barrières de flux positionnées radialement les unes au-dessus des autres.
La première barrière de flux, la barrière de flux interne (la plus proche de l’axe du rotor 1 ) comprend un évidement central 3 et deux évidements latéraux 2a et 2b.
La deuxième barrière de flux comprend deux évidements latéraux 4a et 4b et la troisième barrière de flux comprend un évidement central 5.
Dans tous les évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b des première et deuxième barrières de flux, des aimants permanents de forme rectangulaire sont mis en place. Les aimants permanents sont guidés, mis en position et maintenus dans cette position dans les évidements grâce à des butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b. Les butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b centrent l’aimant dans l’évidement considéré en faisant un appui sur les faces latérales d’extrémité des aimants (sur chaque extrémité des petits côtés de l’aimant rectangulaire).
Les butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b sont formées par des réductions locales de la largeur des évidements 2a, 2b, 3, 4a, 4b
Chaque butée 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b scinde ainsi l’espace des évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b en trois volumes : un volume central situé entre les deux butées de l’évidement considéré, le volume central étant occupé par un aimant permanent et deux volumes périphériques 9, 10, de chaque côté du volume central. Les volumes périphériques 9, 10 permettent un flux d’air et ne comprennent donc pas d’aimants permanents.
Cette technologie n’est pas optimale. En effet, la présence de ces butées sous forme d’ « oreilles » est encombrante, présente des formes complexes, contraint le coût de l’outil d’estompage des tôles laminées et peut présenter des concentrations de contraintes mécaniques limitant la vitesse maximale admissible. La forme de blocage composée des oreilles des butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b et des volumes périphériques 9 et 10 fait qu’une partie de l’espace de la barrière de flux est perdue alors que cet espace pourrait être optimisé pour le circuit magnétique. De plus, cette forme impacte la géométrie et le positionnement des ponts magnétiques qui tiennent mécaniquement la tôle et les ponts magnétiques ont un impact négatif important sur les performances du rotor. Ainsi, ces formes limitent les performances de la machine.
En outre, la mise en place des aimants dans les évidements nécessite des outillages spécifiques. De ce fait, les évidements sont conçus pour permettre le passage de ces outillages (outillages qui sont ensuite retirés une fois que les aimants sont positionnés dans les évidements). Ces outillages nécessitent également une conception et une fabrication précise, une mise en oeuvre dans un environnement industriel et une vérification récurrente.
On connait également la demande de brevet US 2015/137646 qui concerne un rotor de machine électrique. Dans cette demande de brevet, les aimants permanents sont mis en place et centrés par des tétons mâles formés par le corps de rotor, les aimants permanents ayant des orifices femelles complémentaires des tétons mâles du corps de rotor. Toutefois, les tétons mâles comprennent une partie droite, avant de se terminer par un profil arrondi. Cette partir droite des tétons empêche tout mouvement de rotation libre entre l’aimant et le corps de rotor. La mise en place des aimants permanents dans le rotor s’avère donc compliquée et risque de contrainte l’aimant permanent et/ou le corps de rotor.
Le problème technique que l’on se propose de résoudre consiste ainsi à concevoir une solution simple et facilitée pour le guidage et la mise en position des aimants dans les évidements des barrières de flux, tout en augmentant les performances électromagnétiques et mécaniques de la machine, et en réduisant son coût.
Résumé de l’invention
L’invention concerne un rotor pour machine électrique comprenant :
- un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
- une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor, chaque pôle magnétique comprenant au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres, chaque barrière de flux comprenant au moins un évidement, chaque pôle magnétique comprenant au moins un aimant permanent dans un évidement.
De plus, chaque évidement est formé entre deux lignes, chaque aimant permanent étant adapté à être inséré dans au moins un évidement, et chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot ou une gorge, l’ergot ou la gorge étant défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes, l’aimant permanent comportant une forme complémentaire à l’ergot ou à la gorge.
Avantageusement, chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré.
De préférence, le rayon prédéfini est compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1 ,2 mm.
Selon une variante de l’invention, l’ergot ou la gorge est positionné sur la ligne de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor.
Avantageusement, l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie plane ou droite.
De préférence, l’ergot ou la gorge est ouvert sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.
Avantageusement, le corps de rotor comprend trois ou quatre barrières de flux.
De préférence la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, ont chacune trois évidements, un desdits trois évidements étant un évidement central et les deux autres étant des évidements latéraux, la troisième barrière de flux ayant deux évidements et l’éventuel quatrième barrière de flux ayant deux évidements.
De manière avantageuse, la première barrière comprend trois aimants permanents, un dans chaque évidement, et la deuxième barrière de flux comprend deux aimants permanents, un dans chaque évidement latéral et la troisième et l’éventuelle quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents.
Selon une configuration de l’invention, la largeur des barrières de flux peut être constante ou décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales.
L’invention concerne aussi une machine électrique comprenant un stator et un rotor tel que décrit précédemment, ledit rotor étant logé à l’intérieur dudit stator.
De préférence, ladite machine électrique est du type machine électrique synchro-réluctante.
Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages du rotor et de la machine électrique 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.
La figure 1 représente un exemple de rotor selon l’art antérieur.
La figure 2 illustre un rotor de machine électrique selon l’invention.
La figure 3 illustre un exemple d’ergot ou de gorge d’un évidement de rotor de machine électrique selon l’invention. Description des modes de réalisation
L’invention concerne un rotor pour machine électrique, notamment une machine électrique par exemple du type à aimants enterrés et plus particulièrement de type synchro-réluctante assistée d’aimants permanents. En outre, la présente invention concerne une machine électrique, de préférence de type synchro-réluctante, comprenant un rotor selon l’invention et un stator, le rotor étant disposé au sein du stator coaxialement à celui-ci.
On appelle « aimants enterrés » des aimants qui sont insérés au sein même du rotor, au contraire d’aimants de surface qui sont seulement disposés sur la surface du rotor et qui sont seulement séparés du stator par une lame d’air correspondant au jeu fonctionnel entre le stator et le rotor (ce jeu étant généralement appelé « entrefer »).
Selon l’invention, le rotor pour machine électrique comprend :
- un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
- une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor.
Chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres et chaque barrière de flux comprend au moins un évidement. De plus, chaque pôle magnétique comprend au moins un aimant permanent dans un évidement.
Les évidements des barrières de flux sont axiaux. En d’autres termes, les évidements s’étendent dans la direction axiale (longitudinale), c’est-à-dire le long de l’axe du rotor en traversant le rotor sur toute sa longueur axiale.
Les aimants permanents permettent de générer un flux magnétique, permettant la rotation du rotor par la création d’un champ magnétique tournant pouvant être généré aussi par le stator. Les barrières de flux permettent de guider le champ magnétique généré par le rotor et par l’au moins un aimant permanent vers l’entrefer (l’entrefer étant l’espace formé entre la périphérie du rotor et le stator), de manière à limiter les fuites de flux magnétique et augmenter les performances (notamment couple et puissance) de la machine électrique. Une paire de pôles magnétiques comprend deux pôles magnétiques de polarité opposée.
Selon l’invention, chaque évidement est formé entre deux lignes, par exemple entre une ligne supérieure et une ligne inférieure. Les lignes supérieure et inférieure délimitent les bords supérieur et inférieur des barrières de flux. Les termes « supérieur » et « inférieur » s’entendent radialement par rapport à l’axe du rotor. En d’autres, la ligne supérieure (le bord supérieur) d’un évidement est plus éloignée de l’axe du rotor que la ligne inférieure (le bord inférieur) du même évidement.
Les lignes peuvent être des lignes droites ou comprendre des lignes droites, par exemple pour la mise en place d’aimants de forme prismatique.
Alternativement ou additionnellement, les lignes peuvent être incurvées ou comprendre des lignes incurvées (associées ou non avec des lignes droites), par exemple pour la mise en place d’aimants de forme non prismatiques. Cette forme d’aimants non prismatiques permet de maximiser les performances électromagnétiques de la machine électrique.
En outre, chaque aimant permanent est adapté à être inséré dans au moins un évidement : la largeur de l’aimant permanent est sensiblement égale à la largeur de l’évidement.
De préférence, au moins un aimant permanent (de préférence, plusieurs d’entre eux) peut être adapté à être inséré dans plusieurs évidements d’un pôle magnétique de la machine électrique, de manière à limiter la diversité des géométries et des outillages. En d’autres termes, le rotor peut comprendre plusieurs aimants permanents identiques (notamment pour la forme et les dimensions).
De plus, chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot ou une gorge. On entend par « ergot » une partie mâle du corps de rotor en direction de l’aimant permanent (en saillie vers l’aimant permanent). Au contraire, on entend par « gorge » une partie femelle du corps de rotor dans la direction opposée à l’aimant. En d’autres termes, l’ergot forme une bosse sur le corps de rotor alors que la gorge forme un creux.
Avantageusement, l’ergot ou la gorge peut être agencé sur la ligne inférieure ou la ligne supérieure de l’évidement de la barrière de flux.
Conformément à une mise en oeuvre de l’invention, chaque aimant permanent inséré dans un évidement qui comporte un ergot ou une gorge comprend une forme complémentaire. En d’autres termes, lorsque l’évidement comporte un ergot, l’aimant permanent peut comprendre une gorge de forme similaire à l’ergot, et inversement lorsque l’évidement comporte une gorge, l’aimant permanent peut comprendre un ergot de forme similaire à la gorge. Ainsi, l’aimant permanent est adapté à l’évidement.
Selon l’invention, l’ergot ou la gorge est défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes et l’aimant permanent comporte une forme complémentaire à l’ergot ou à la gorge. Autrement dit, l’ergot ou la gorge de l’évidement est formé par un arc de cercle de rayon prédéfini et l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie droite. Par partie droite, on entend que l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie s’étendant sur une ligne droite. L’ergot forme un arc de cercle convexe et la gorge forme un arc de cercle concave.
Grâce à cet ergot ou cette gorge de profil arrondi lié directement à la ligne sur laquelle il est implanté, l’aimant peut être guidé pour sa mise en place dans l’évidement et il bénéficie d’un degré de liberté en rotation pour faciliter sa mise en place : ainsi, le montage de l’aimant peut être réalisé sans contraindre l’aimant. De plus, cet ergot ou cette gorge permet d’assurer le maintien en position de l’aimant au cours du temps.
Cette forme particulière permet également d’utiliser toute la section de l’évidement pour insérer un aimant permanent : il n’est plus nécessaire de prévoir des volumes d’air de part et d’autre de l’aimant permanent. Ainsi, on peut augmenter les performances électromagnétiques de la machine électrique et cette configuration permet une optimisation mécanique plus aisée. Cela permet également de réduire le coût de l’outillage de de fabrication de la lamination à l’échelle industrielle.
Selon une configuration de l’invention, les gorges ou ergots de différents évidements ou d’un même évidement peuvent être définis par des profils arrondis en arc de centre de rayon prédéfini différents. Par exemple, l’un des gorges ou ergots peut avoir un premier rayon prédéfini qui est différent d’un deuxième rayon prédéfini d’une autre gorge ou ergot.
De manière avantageuse, chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré. La forme non prismatique peut notamment être adaptée lorsque l’évidement s’étend entre deux lignes incurvées. Ces formes permettent d’augmenter les performances de la machine électrique. La forme prismatique des aimants permet une réalisation plus classique et est adaptée à des évidements s’étendant notamment entre deux lignes droites.
Les aimants permanents prismatiques ou non prismatiques peuvent être réalisées par usinage par exemple ou par des techniques de frittage des poudres ou par une injection.
Avantageusement, le rayon prédéfini peut être compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1 ,2 mm. Un tel rayon permet à la fois le guidage et le maintien en position de l’aimant tout en assurant une mise en place facilitée de l’aimant permanent dans l’évidement. Il offre donc un excellent compromis.
Selon une configuration de l’invention, l’ergot ou la gorge peut être positionné(e) sur la ligne de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor (sur la ligne inférieure de l’évidement).
Alternativement, l’ergot ou la gorge peut être positionné(e) sur la ligne de l’évidement la plus éloignée de l’axe de rotation du rotor (sur la ligne supérieure de l’évidement).
De préférence, chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un seul et unique ergot ou une seule et unique gorge. L’unique ergot ou l’unique gorge peut être sur la ligne supérieure ou sur la ligne inférieure mais si une ligne comprend un ergot ou une gorge, l’autre ligne de l’évidement ne comporte ni ergot ni gorge. En effet, la mise en place de l’aimant est facilitée en maintenant un degré de liberté en rotation, ce qui ne serait pas le cas si l’évidement comprenait au moins deux ergots, au moins deux gorges ou au moins un ergot et une gorge.
Avantageusement, l’ergot ou la gorge peut ne comporter aucune partie plane ou droite. En effet, en ne comportant aucune partie plane ou droite, l’aimant conserve un degré de liberté en rotation autour de l’ergot ou de la gorge pour faciliter son introduction dans l’évidement.
Selon une configuration de l’invention, l’ergot ou la gorge peut être ouvert(e) sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80 et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°. Cette ouverture permet de maintenir le degré de liberté en rotation pour faciliter la mise en place de l’aimant, tout en assurant son guidage dans l’évidement et son maintien en position. L’ouverture est définie par l’ouverture de l’arc de cercle formé par le rayon de courbure de l’ergot ou la gorge.
Selon une variante de l’invention, le corps de rotor peut comprendre trois ou quatre barrières de flux. En effet, plus le corps de rotor comprend de barrières de flux, et mieux le champ magnétique est guidé. Le nombre de trois ou quatre barrières offre un excellent compromis entre les performances attendues et la complexité de fabrication.
De préférence, la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comporte chacune trois évidements. Un des trois évidements de ces première et deuxième barrières de flux est un évidement central : il est positionné sur un axe de symétrie radial des barrières de flux et l’évidement central est symétrique de part et d’autre de cet axe de symétrie radial. Les deux autres évidements des première et deuxième barrières de flux sont des évidements latéraux (périphériques), un évidement latéral de chaque côté de l’évidement central. Les évidements latéraux sont symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial.
Les deux évidements latéraux sont ainsi positionnés et espacés de part et d’autre d’un évidement central.
Pour cette configuration, les évidements de chaque barrière de flux interne forment sensiblement un U (selon une section transversale à l’axe du rotor, qui correspond au plan d’une tôle constituant le corps de rotor), le fond du U étant formé par l’évidement central, et les segments opposés du U étant formés par les évidements latéraux.
Les tôles du corps de rotor peuvent être réalisées en matériau ferromagnétique de manière à guider le flux magnétique créé par des aimants permanents et éventuellement le bobinage statorique. Les évidements des barrières de flux peuvent être obtenus par des perforations dans les tôles empilées formant le corps de rotor, et les ponts magnétiques sont formés par la tôle elle-même.
Pour cette configuration, de manière préférée, la troisième barrière de flux peut comprendre (ou consister) deux évidements (qui sont deux évidements latéraux symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial) et l’éventuelle quatrième barrière de flux peut également comprendre (ou consister) deux évidements (qui sont deux évidements latéraux symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial).
Un tel rotor permet ainsi de mieux guider le champ magnétique vers le stator et d’augmenter le couple réluctant.
Avantageusement, la première barrière de flux peut comprendre trois (et de préférence seulement trois) aimants permanents, un dans chaque évidement, et la deuxième barrière de flux peut comprendre deux (et de préférence seulement deux) aimants permanents, un dans chaque évidement latéral. En outre, la troisième et l’éventuel quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents. Cette configuration permet de maximiser la densité de couple et de puissance de la machine, en limitant la quantité d’aimants permanents nécessaire. La limitation du nombre d’aimants permanents permet de réduire aussi les contraintes industrielles sur les dimensions des aimants permanents ainsi que le coût de fabrication.
Avantageusement, la largeur des barrières de flux (des évidements des barrières de flux notamment) peut être décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales. Autrement dit, la largeur des différents évidements des différentes barrières de flux diminue depuis le centre vers les extrémités radiales des barrières de flux. Cette configuration permet de maximiser la densité de couple et de puissance de la machine électrique.
De préférence, les aimants peuvent alors avoir une forme adaptée avec une épaisseur décroissante, correspondante à la largeur des évidements dans lesquels ils sont insérés, depuis le centre vers l’extérieur du corps de rotor.
Alternativement, la largeur des barrières de flux peut être constante depuis le centre vers les extrémités radiales, de manière à simplifier la fabrication des tôles et des aimants permanents par exemple.
De préférence, les aimants peuvent alors avoir une forme adaptée avec une épaisseur constante, correspondante à la largeur des évidements dans lesquels ils sont insérés, depuis le centre vers l’extérieur du corps de rotor. La figure 2 illustre, de manière schématique et non limitative, un rotor pour machine électrique selon l’invention. La figure 2 est une vue partielle d’un rotor selon une section transversale, qui représente un seul pôle du rotor de la machine électrique.
Le rotor comporte plusieurs pôles magnétiques et chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux. Ici, le pôle magnétique représenté comprend trois barrières de flux.
La première barrière de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comprend un évidement central 3 et deux évidements latéraux 2a et 2b ; la deuxième barrière de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comprend deux évidement latéraux 4a et 4b et un évidement central 1 1 et la troisième barrière de flux comprend deux évidements latéraux 5.
Les évidement latéraux 5 de la troisième barrière de flux ne comporte aucun aimant permanent. Les évidements latéraux 2a, 2b, 4a, 4b des première et deuxième barrière de flux et l’évidement central 3 de la première barrière de flux comportent des aimants permanents dont la forme est sensiblement identique à la forme des évidements dans lesquels ils sont insérés. Ainsi, il n’y a pas de perte de volume des évidements où une partie du volume serait seulement constituée d’air et générant ainsi une perte électromagnétique.
Les évidements représentés sont formés entre des lignes, une ligne supérieure et une ligne inférieure. Par exemple, l’évidement latéral 4a est formé entre la ligne inférieure 17 et la ligne supérieure 18. Tel que représenté, les lignes inférieure 17 et supérieure 18 sont des lignes incurvées mais elles pourraient être ou comprendre des lignes droites.
Chaque évidement 2a, 2b, 3, 4a et 4b dans lequel un aimant permanent est inséré comprend ici un (et un seul) ergot 12, 13, 14, 15, 16 (alternativement il pourrait comprendre une gorge) formant une partie mâle orientée en direction de l’aimant permanent à l’intérieur de l’évidement. L’ergot 12, 13, 14, 15, 16 forme une partie arrondie en arc de cercle partant directement de la ligne inférieure et rejoignant directement la ligne inférieure. L’ergot 12, 13, 14, 15, 16 ne comporte donc aucune partie droite (ou plane) et n’est constitué que du profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini.
Les ergots 12, 13, 14, 15, 16 sont représentés sur les lignes inférieures des différents évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b mais ils pourraient tout aussi bien être représentés sur les lignes supérieures de ces différents évidements.
Lorsque les ergots sont remplacés par des gorges, celles-ci forment des parties femelles en direction opposée à l’aimant permanent. La gorge forme une partie arrondie en arc de cercle partant directement de la ligne inférieure et rejoignant directement la ligne inférieure. La gorge ne comporte donc ici aucune partie droite (ou plane) et n’est constitué que du profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini.
Chaque aimant permanent a une forme adaptée à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré. Notamment, chaque aimant permanent comporte une forme complémentaire à l’ergot 12, 13, 14, 15, 16 ou à la gorge de l’évidement. Lorsque l’évidement comprend un ergot, l’aimant permanent comprend alors une forme complémentaire sous forme de rainure en arc de cercle (ou une gorge) dont le rayon est sensiblement égal au rayon prédéfini de l’ergot. Lorsque l’évidement comprend une gorge, l’aimant permanent comprend alors une forme complémentaire sous forme de protrusion en arc de cercle (ou un ergot) dont le rayon est sensiblement égal au rayon prédéfini de la gorge.
La figure 3 illustre, de manière schématique et non limitative, un exemple de gorge ou d’ergot d’un évidement de rotor selon l’invention.
Le rotor comprend au moins un évidement dans lequel est mis en place un aimant permanent. L’évidement comprend un ergot (en direction de l’aimant permanent, formant une partie mâle) ou une gorge (en direction opposée à l’aimant permanent, formant une partie femelle) 21. L’aimant permanent a une forme complémentaire à cet ergot ou à cette gorge 21 .
L’ergot ou la gorge 21 est un profil arrondi en forme d’arc de cercle de rayon prédéfini R, de préférence entre 0,5 mm et 2 mm, de préférence proche de 1 mm.
Le profil arrondi en arc de cercle part de la ligne 20 formant une extrémité de l’évidement et rejoint la ligne 20. La ligne 20 peut être une ligne supérieure ou une ligne inférieure de l’évidement, elle peut être droite ou incurvée ou comprendre des parties droites et/ou des parties incurvées.
L’ergot ou la gorge 21 forme un profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini R et dont le centre de cet arc de centre correspond au point C. L’ergot ou la gorge 21 est ouvert sur un angle 0 compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.

Claims

Revendications
1. Rotor pour machine électrique comprenant :
- un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
- une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor, chaque pôle magnétique comprenant au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres, chaque barrière de flux comprenant au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11 , 5), chaque pôle magnétique comprenant au moins un aimant permanent dans un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b), chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 1 1 , 5) étant formé entre deux lignes (17, 18), chaque aimant permanent étant adapté à être inséré dans au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b), caractérisé en ce que chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou une gorge (21 ), l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21 ) étant défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini (R) en liaison directe avec une desdites deux lignes (17, 18, 20), l’aimant permanent comportant une forme complémentaire à l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou à la gorge (21 ).
2. Rotor selon la revendication 1 , dans lequel chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel il est inséré.
3. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le rayon prédéfini (R) est compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1 ,2 mm.
4. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21 ) est positionné sur la ligne (17) de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor.
5. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21 ) ne comporte aucune partie plane ou droite.
6. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21 ) est ouvert sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.
7. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps de rotor comprend trois ou quatre barrières de flux.
8. Rotor selon la revendication 7, dans lequel la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, ont chacune trois évidements, un desdits trois évidements étant un évidement central (3, 11 ) et les deux autres étant des évidements latéraux (2a, 2b, 4a, 4b), la troisième barrière de flux ayant deux évidements (5) et l’éventuel quatrième barrière de flux ayant deux évidements.
9. Rotor selon la revendication 8, dans lequel la première barrière comprend trois aimants permanents, un dans chaque évidement (2a, 2b, 3), dans lequel la deuxième barrière de flux comprend deux aimants permanents, un dans chaque évidement latéral (4a,
4b) et dans lequel la troisième et l’éventuelle quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents.
10. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la largeur des barrières de flux est constante ou décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales.
11. Machine électrique comprenant un stator et un rotor selon l’une des revendications précédentes, ledit rotor étant logé à l’intérieur dudit stator.
12. Machine électrique selon la revendication 11 , pour laquelle ladite machine électrique est du type machine électrique synchro-réluctante.
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