FR3004297A1 - Rotor a aimantation permanente pouvant lui etre donnee apres coup - Google Patents

Abstract

Rotor (16) à excitation permanente pour une machine électrique, qui a plusieurs pôles (52) magnétiques, un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la profondeur T d'aimant pour un ou plusieurs ou pour tous les pôles (52) magnétiques, est dans une plage de 0,7 à 1,2, de manière à avoir 0,7* T ≤ B ≤ 1,2 * T.

Description

Rotor à aimantation permanente pouvant lui être donnée après coup L'invention concerne un rotor à excitation permanente pour une machine électrique, un agencement d'aimantation du rotor, une machine électrique et un rotor de ce genre, un procédé de fabrication du rotor ainsi qu'un véhicule automobile à traction électrique (dénommé ecar). On connaît un rotor du type mentionné, par exemple par le DE 10 2010 043 224 Al.

Les moteurs ayant des rotors, qui ont des aimants permanents à l'intérieur, conviennent très bien pour des applications de ecar, puisqu'ils ont une plage marquée de réduction du champ et un bon facteur de puissance à un couple de rotation maximum. Cela est obtenu par une grande proportion de couple de réluctance. Pour obtenir ce grand couple de réluctance, il est nécessaire de disposer les cavités ou poches à aimant du paquet de tôles, dans lequel les aimants permanents du rotor sont disposés, d'une manière relativement profonde dans le rotor. Par « profonde », on entend, dans cet exposé, qu'une distance des aimants permanents au pourtour extérieur du rotor doit être relativement grande, donc l'étendue telle qu'elle est mesurée du pourtour extérieur à l'axe de rotation.

Les aimants permanents sont habituellement en un alliage de terre rare (par exemple NdFeB), en ayant un grand produit énergétique (BxH). Le blindage d'aimants de ce genre et l'état aimanté emporte pendant la fabrication d'un rotor de ce genre, des limitations qui ne sont pas souhaitées, par exemple l'utilisation d'outils amagnétiques, qui ne sont pas attirés par une force magnétique provenant des aimants permanents. On ne peut pas non plus utiliser de récipients de produits en vrac, car les objets qui s'y trouvent seraient déplacés par les forces magnétiques et seraient alors endommagés en se tamponnant.

Mais on s'est accommodé jusqu'ici de cet inconvénient, et on a fabriqué les rotors ayant des aimants permanents aimantés, en mettant les aimants permanents dans les poches du paquet de tôles, en prenant des dispositions adéquates.

Une aimantation après coup, donc après l'introduction dans les poches, n'est pas possible en règle générale dans les rotors actuels pour des applications de ecar. L'aimantation de corps magnétiques dans les poches du paquet de tôles devrait s'effectuer à travers le paquet de tôles du rotor à magnétisme doux. Cela exige un champ magnétique très intense, exigeant en conséquence des dimensions de la bobine de l'installation (dénommée culasse d'aimantation) utilisée pour l'application de l'aimantation si l'on devait mettre les corps magnétiques de la façon décrite, aussi profondément que possible, à l'intérieur du rotor. Les bobines électriques nécessaires pour l'aimantation après coup doivent en effet être alimentées en un courant électrique intense, ce qui exige à son tour des fils d'enroulement de grand diamètre ainsi que de prendre des mesures de stabilisation mécanique, les deux prenant de la place. Dans le rotor mentionné dans le fascicule imprimé mentionné ci-dessus, une bobine de cette dimension et stabilisée mécaniquement ne peut pas être mise en recouvrant les pôles sur les divers pôles magnétiques du rotor, sans qu'il se produise une interaction entre les pôles magnétiques voisins. Les bobines avec leur monture mécanique sont à cet effet tout simplement trop larges. Dans le DE 698 09 689 T2, on décrit un moteur réluctance, dans lequel des aimants permanents sont mis dans des poches du rotor. Les aimants permanents sont séparés les uns des autres, par des barrières aux flux, qui sont formées par des cavités dans le rotor. Pour fabriquer le rotor, on forme un noyau d'induit en plaques d'acier magnétique, dans lequel on insère ensuite les aimants permanents dans la direction latérale. L'invention vise à fabriquer d'une manière peu coûteuse et peu compliquée un rotor pour un moteur de traction d'un véhicule automobile électrique. On y parvient suivant l'invention par un rotor à 20 excitation permanente pour une machine électrique, qui a plusieurs pôles magnétiques, disposés le long d'une direction périphérique, - dans lequel chacun des pôles magnétiques comprend au moins un aimant permanent, qui est disposé dans une poche 25 à l'intérieur du rotor, - dans lequel dans une section transversale du rotor, perpendiculairement à l'axe de rotation, pour chaque pôle magnétique a) une profondeur d'aimant est définie par une 30 profondeur T radiale du au moins un aimant permanent, la plus crrande, mesurée du pourtour extérieur du rotor à l'axe de rotation et b) il y a, par rapport à un pôle magnétique voisin, un espace interpolaire, dont la largeur B est définie par la distance entre deux points virtuels de sortie, où respectivement un rayon coupe le pourtour extérieur, le premier rayon passant, en partant de l'axe de rotation, par le point de profondeur radiale la plus petite, du premier des deux aimants permanents délimitant l'espace interpolaire et le deuxième rayon passant, en partant de l'axe de rotation, par le point de profondeur radiale la plus petite du deuxième des deux aimants permanents délimitant l'espace interpolaire, dans lequel respectivement le point placé le plus près de l'espace interpolaire a la profondeur la plus petite, caractérisé en ce qu'un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la profondeur T d'aimant pour un, 20 pour plusieurs ou pour tous les pôles magnétiques, est dans une plage de 0,7 à 1,2, de manière à avoir 0,7* T B 1,2 * T. De préférence : - dans un ou plusieurs ou tous les espaces interpolaires, 25 respectivement à partir de deux pôles magnétiques de délimitation, une poche pénètre au-delà de l'aimant permanent, qui est disposé respectivement dans l'espace interpolaire, et il est ainsi formé dans l'espace interpolaire, une zone amagnétique d'arrêt du flux ; 30 - dans un ou plusieurs ou tous les espaces interpolaires, il est défini, respectivement par une distance la plus petite entre les zones d'arrêt du flux, une distance F d'arrêt du flux et un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la distance F d'arrêt du flux est plus petit que 4, de manière à avoir B < 4*F ; - dans un ou plusieurs ou tous les espaces interpolaires, l'une ou les deux zones d'arrêt du flux sont remplies d'un matériau amagnétique ; - dans les aimants permanents, une composante radiale d'un vecteur de leur aimantation est plus grande qu'une 10 composante tangentielle ; - un ou plusieurs ou tous les pôles magnétiques ont respectivement deux ou plusieurs aimants permanents ; - un ou plusieurs ou tous les pôles magnétiques ont respectivement deux aimants permanents disposés en forme 15 de V ; - les aimants permanents sont disposés, dans la direction de leur étendue la plus longue, parallèlement à l'axe de rotation ou font au plus un angle de 20° avec l'axe de rotation. 20 L'invention vise aussi un agencement composé d'un rotor et d'une culasse d'aimantation, dans lequel le rotor est conformé suivant l'invention et la culasse d'aimantation a plusieurs bobines électriques, qui sont disposées 25 respectivement dans la direction périphérique du rotor sur le pourtour extérieur du rotor, des enroulements des bobines s'appliquant, dans la direction axiale du rotor, respectivement à l'un des espaces interpolaires du rotor. L'invention vise aussi une machine électrique comprenant 30 un stator ayant une bobine électrique et un rotor disposé dans le stator, le rotor étant suivant l'invention.

L'invention vise aussi un véhicule automobile ayant une machine électrique de traction du véhicule automobile, la machine électrique étant suivant l'invention. L'invention vise enfin un procédé de fabrication d'un rotor. Pour former le rotor, on se procure un paquet de tôles à magnétisme doux, ayant des poches pour des aimants permanents et on met dans les poches respectivement au moins un corps magnétique en un matériau, qui, certes, n'a pas d'aimantation, mais qui a une substance ferromagnétique ou un alliage de terre rare et ensuite, on forme, à partir du paquet de tôles ayant les corps magnétiques qui y sont mis ainsi que d'une culasse d'aimantation, un agencement suivant l'invention et on alimente les bobines électriques de la culasse d'aimantation en un courant électrique et on magnétise ainsi de manière permanente le matériau des corps magnétiques dans les poches. Le rotor suivant l'invention procure l'avantage de pouvoir être aimanté après coup, donc une aimantation permanente peut être donnée après coup aux corps magnétiques, alors que ceux-ci sont déjà dans le rotor. Cela est possible, bien que le rotor ait, à la façon décrite, des aimants permanents à un niveau relativement profond. Le rotor suivant l'invention a donc, d'une manière en soi connue, plusieurs pôles magnétiques disposés le long d'une direction périphérique. Chaque pôle magnétique comprend au moins un aimant permanent, qui est mis dans une poche à l'intérieur du rotor. La section transversale du rotor a, à cet effet, une structure tout à fait déterminée. Par section transversale, on entend une coupe perpendiculairement à l'axe de rotation du rotor. En section transversale, les aimants permanents sont disposés notamment en étant complètement à l'intérieur, en étant donc entourés complètement de matériau à magnétisme doux. Les conditions explicitées dans ce qui suit pour la section transversale valent -considéré dans la direction axiale- pour une partie prépondérante du rotor, notamment pour toute la partie active magnétiquement. Comme on l'a déjà mentionné, la profondeur d'aimant joue un rôle dans le rotor suivant l'invention. Elle est définie ici comme une profondeur radiale du au moins un aimant permanent, mesurée dans la section transversale, du pourtour extérieur du rotor à l'axe de rotation. En d'autres termes, pour chaque pôle magnétique, au moins l'un des aimants permanents va dans la direction radiale jusqu'à un point le plus profond dans le rotor. Ce point le plus profond est désigné ici par profondeur T de l'aimant. En outre, chaque pôle magnétique a une distance déterminée par rapport à l'un ou à ses deux pôles magnétiques voisins dans la direction périphérique. On ne considérera dans ce qui suit que l'un des deux pôles magnétiques voisins. Entre chaque pôle magnétique et son pôle magnétique voisin, il y a donc un espace interpolaire donné par cette distance. Cet espace interpolaire a une largeur B, qui est définie de la manière suivante : c'est la distance entre deux points de sortie virtuels, où respectivement un rayon coupe le pourtour extérieur du rotor, en ayant pour les deux rayons ce qui suit. Le premier rayon passe, en partant de l'axe de rotation, par le point de profondeur radiale la plus petite du premier des deux aimants permanents délimitant l'espace interpolaire. Le deuxième rayon passe de la même façon, en partant de l'axe de rotation, par le point de profondeur radiale la plus petite du deuxième des deux aimants permanents délimitant l'espace interpolaire. Dans le cas où les aimants permanents sont disposés de manière à donner deux points ou plusieurs 5 points sur les aimants permanents, qui ont la même profondeur radiale la plus petite, on considère bien entendu le point qui est le plus proche de l'espace interpolaire, donc le point le plus à l'extérieur dans la direction radiale de profondeur radiale la plus petite 10 dans la direction allant vers l'espace interpolaire. Pour disposer d'un rotor stable mécaniquement, dont les corps magnétiques peuvent en outre être aimantés ultérieurement, donc après l'introduction des corps magnétiques dans les poches du paquet de tôles du rotor, 15 il est prévu dans le rotor suivant l'invention, pour l'un ou plusieurs ou notamment pour tous les pôles magnétiques, un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la profondeur T de l'aimant allant de 0,7 à 1,2, de manière donc à avoir B = [0,7 à 1,2]*T, c'est- 20 à-dire 0,7 * T B 1,2 T (* représentant la multiplication scalaire). Par ce rapport, on est sûr de pouvoir mettre en position des bobines électriques d'une culasse d'aimantation sur les pôles magnétiques et de pouvoir aimanter, sans interaction non souhaitée entre 25 les pôles magnétiques, les corps magnétiques, par un à-coup de courant passant dans les bobines électriques. Les aimants permanents ainsi formés des corps magnétiques se trouvent toujours à une profondeur suffisante, pour obtenir l'effet avantageux décrit ci-dessus du couple de 30 réluctance relativement grand. On a notamment l'une des conditions suivantes : x*T B y*T, x prenant les valeurs 0,7 ; 0,8 ; 0,9 ; 1,0 ; 1,1 et y prenant la valeur 1,2.

Comme on l'a déjà mentionné, l'avantage particulier du rotor suivant l'invention consiste en ce qu'il peut être aimanté après coup, après avoir introduit les corps magnétiques dans le paquet de tôles du rotor. La fabrication du rotor devient ainsi possible, sans avoir à prendre de mesures particulières de précaution concernant l'apparition de forces magnétiques intenses. A cet égard l'invention vise aussi un agencement composé du rotor et d'une culasse d'aimantation. Une culasse d'aimantation est un agencement pour donner une aimantation permanente aux corps magnétiques du rotor, alors que ceux-ci sont déjà mis dans leurs poches dans le paquet de tôles. La culasse d'aimantation comprend au moins une bobine électrique, qui est disposée sur le pourtour extérieur du rotor, et cela de façon à ce que l'oeil de la bobine, donc la zone de sortie du champ de la bobine, recouvre une zone qui doit former un pôle magnétique du rotor. Comme rotor, on utilise à cet effet un mode de réalisation du rotor suivant l'invention, de manière à assurer dans l'agencement, que les enroulements de la bobine s'appliquent à un espace interpolaire. Les épaisseurs de bobine et la stabilisation mécanique des bobines dans la culasse d'aimantation sont telles qu'elles suffisent à obtenir, par la bobine un champ magnétique suffisamment intense pour aimanter de la façon souhaitée d'une manière permanente, les corps magnétiques dans les poches. Comme en outre dans le rotor suivant l'invention, le rapport entre la largeur de l'espace interpolaire et la profondeur de l'aimant est adapté de la façon décrite, on est sûr aussi que les dimensions nécessaires des fils de bobines et de la stabilisation mécanique sont encore toujours suffisamment petites pour ne pas porter atteinte non plus par la magnétisation aux pôles magnétiques voisins. La culasse d'aimantation peut notamment avoir d'autres bobines afin d'aimanter en même temps des pôles magnétiques voisins du rotor. La fabrication du rotor suivant l'invention s'effectue par le procédé suivant l'invention de la manière suivante : on met d'abord dans des poches d'un paquet de tôles magnétique respectivement au moins un corps magnétique en un matériau qui, certes, n'a pas d'aimantation, mais qui comprend un matériau ferromagnétique ou un alliage de terre rare. Ce stade de montage est sans danger, puisque des forces magnétiques ne s'appliquent pas aux éléments constitutifs. L'aimantation est au moins si petite que les corps magnétiques ne peuvent pas adhérer à l'un des paquets de tôles à l'encontre de la force de gravité. Après avoir introduit les corps magnétiques dans leurs poches, on forme, par la culasse d'aimantation, l'agencement décrit à partir du paquet de tôles ayant les corps magnétiques qui y sont mis. En d'autres termes, on applique les bobines de la culasse d'aimantation au paquet de tôles.

Les bobines électriques de la culasse d'aimantation sont alimentées alors en un courant électrique, ce qui, en raison de la stabilité du rotor et de la stabilisation mécanique de la culasse d'aimantation, peut être possible aussi au moyen d'un à-coup de courant pouvant être produit par exemple par la décharge d'une batterie de condensateurs. Les bobines électriques produisent, lors d'un flux de courant, alors un champ d'aimantation magnétique au moyen duquel le matériau des corps magnétiques dans les poches est aimanté de la manière souhaitée. Pour améliorer le couple de réluctance, il est prévu suivant un perfectionnement du rotor suivant l'invention que, dans l'un ou plusieurs ou tous les espaces interpolaires de respectivement deux pôles magnétiques voisins, une poche, dans laquelle est mis un aimant permanent, pénètre au-delà de l'aimant permanent qui y est disposé dans l'espace interpolaire. En d'autres termes, la poche est plus large dans la direction périphérique que l'aimant permanent, du matériau magnétique donc du matériau ferromagnétique ou à magnétisme doux n'étant pas disposé dans la partie en dépassement, mais il y a par exemple de l'air ou un matériau amagnétique donc un matériau non ferromagnétique ou n'ayant pas de magnétisme doux, comme par exemple une résine de matière plastique ou une céramique. Les poches pénétrant dans les espaces interpolaires forment ainsi une zone amagnétique d'arrêt du flux, qui réduisent la réactance du rotor dans la zone des espaces interpolaires. En remplissant les zones d'arrêt du flux d'un matériau solide amagnétique, on obtient l'avantage supplémentaire de stabiliser ainsi mécaniquement le rotor. On définit une distance F d'arrêt du flux par la distance entre les zones d'arrêt du flux. On entend par distance, à la manière habituelle, la longueur de l'étendue qui est l'étendue la plus courte qui relie deux zones d'arrêt du flux. On obtient alors dans le rotor suivant l'invention un autre avantage si un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la distance F d'arrêt du flux est plus petit que 4, de manière donc à avoir B < 4*F. On procure ainsi l'avantage supplémentaire que le rotor a une résistance mécanique particulière, telle qu'elle est nécessaire, pour résister sans dommage au choc mécanique qui se produit lors d'une utilisation d'une culasse d'aimantation particulièrement forte pendant la magnétisation des corps magnétiques. On prévora notamment les conditions suivantes : B < z * F, z prenant l'une des valeurs 4,0 ; 3,5 ; 3,0 ; 2,5 ; 2,0 ou 1,5.

On aimante les aimants permanents de préférence dans les directions radiales, c'est-à-dire qu'une composante radiale du vecteur de leur aimantation est plus grande qu'une composante tangentielle dans la direction périphérique. Cela peut être assuré d'une manière fiable, même lors d'une aimantation après coup pour tout le recouvrement polaire magnétique, à l'aide du rapport décrit ci-dessus de la largeur de l'espace interpolaire et de la profondeur de l'aimant. Comme on l'a déjà expliqué, un pôle magnétique peut avoir (en section transversale) un aimant individuel ou en avoir plusieurs. L'utilisation de plusieurs aimants procure l'avantage que le flux magnétique dans le paquet de tôles du rotor peut être orienté d'une manière plus souple. En outre, l'utilisation de sous-aimants, donc de plusieurs corps magnétiques plus petits, simplifie encore davantage la fabrication du rotor. Un mode de réalisation du rotor prévoit que au moins l'un des pôles magnétiques (considéré dans la section transversale du rotor) a respectivement deux aimants permanents, disposés en forme de V. Le flux magnétique est ainsi concentré. Considéré dans la direction axiale du rotor, donc le long de son axe de rotation, les aimants permanents sont conformés en corps oblongs, notamment en parallélépipèdes oblongs, les aimants permanents étant disposés, dans la direction de leur étendue la plus grande, parallèlement à l'axe de rotation ou faisant au moins au plus un angle de 5 20° avec l'axe de rotation. L'agencement légèrement incliné par rapport à l'axe de rotation peut apporter l'avantage qu'une ondulation d'une courbe dans le temps du couple de rotation, produite par le rotor, soit plus petite que pour un agencement parallèle. On prévoit 10 notamment à cet effet un angle compris entre 5° et 20°. Comme on l'a déjà mentionné, l'invention vise également une machine électrique, dans laquelle on met, dans un stator ayant des bobines électriques de production d'un champ tournant, un mode de réalisation du rotor suivant 15 l'invention. La machine suivant l'invention est conformée de préférence en moteur électrique, notamment en moteur synchrone. L'invention vise enfin aussi un véhicule automobile ayant une machine électrique de traction du véhicule automobile 20 pour un voyage, la machine électrique étant un mode de réalisation de la machine suivant l'invention. Le véhicule suivant l'invention est de préférence un véhicule automobile, notamment une voiture de tourisme. L'invention est explicitée encore dans ce qui suit au 25 moyen d'un exemple de réalisation concret. Aux dessins : la figure 1 est une représentation schématique d'une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de la machine électrique suivant l'invention, la figure 2 est une représentation schématique d'une section transversale d'un rotor de la machine électrique de la figure 1, le rotor la figure 3 se trouvant dans une culasse d'aimantation, la figure 4 est une représentation schématique d'une autre section transversale du rotor de la figure 2, les dimensions du rotor étant illustrées, est une représentation schématique d'une la figure 5 section transversale d'un autre mode de réalisation du rotor suivant l'invention, est une représentation schématique d'une section transversale d'un autre mode de réalisation du rotor suivant l'invention et la figure 6 est une représentation schématique d'un mode de réalisation du véhicule automobile suivant l'invention. Les exemples représentent des modes de réalisation préférés de l'invention.

Dans les exemples de réalisation expliqués dans ce qui suit, les éléments décrits des modes de réalisation représentent respectivement les caractéristiques individuelles, à considérer indépendamment les unes des autres, de l'invention, qui perfectionnent l'invention respectivement aussi indépendamment les unes des autres et qui doivent être considérées aussi individuellement ou dans une combinaison autre que celles indiquées comme faisant partie de l'invention. En outre, les modes de réalisation décrits peuvent être complétés aussi par d'autres caractéristiques de l'invention déjà décrites. La figure 1 représente une machine 10 électrique, qui est de préférence un moteur synchrone. La machine 10 électrique est conformée notamment en moteur de traction électrique d'un véhicule automobile, notamment d'une voiture automobile. La machine 10 électrique comprend un stator 12, dans lequel sont montés des enroulements 14 de bobines électriques, seule l'un de ces enroulements 14 étant représenté à la figure 1. Les enroulements 14 sont alimentés en courant les uns après les autres par un convertisseur (non représenté), de manière à créer à l'intérieur du stator 12 un champ tournant magnétique dans un entrefer 28 de la machine 10 électrique. A l'intérieur du stator 12 se trouve un rotor 16, qui est solidaire en rotation d'un arbre 18. L'arbre 18 est monté tournant autour d'un axe 20 de rotation. Le rotor 16 est un mode de réalisation du rotor suivant l'invention. Le rotor 16 comprend un paquet 22 de tôles, dans lequel sont disposés des aimants permanents, dont seul un aimant 24 permanent est représenté à la figure 1. Le paquet 22 de tôles est constitué de tôles individuelles, qui s'étendent perpendiculairement à l'axe 20 de rotation et qui sont isolées électriquement les unes des autres. Les tôles individuelles du paquet 22 de tôles ont des cavités, qui sont disposées en alignement les unes derrière les autres dans la direction axiale, de manière à donner, dans le paquet 22 de tôles, des puits, cavités ou poches dans lesquels les aimants permanents, donc aussi l'aimant 24 permanent, sont mis. Les poches peuvent être formées par exemple par estampage de cavités correspondantes dans chacune des tôles rotoriques du paquet 22 de tôles. Chacun des aimants 24 permanents s'étend, dans la direction de son étendue la plus longue, parallèlement à l'axe 20 de rotation. Par les aimants 24 permanents, il est formé, sur une surface 26 de son pourtour extérieur du rotor 16, des champs magnétiques de polarité alternée, c'est-à-dire qu'une interaction magnétique du champ tournant du stator avec les pôles magnétiques du rotor produit une force de rotation par laquelle le rotor 16 est entraîné en rotation dans le stator 12. A la construction du rotor 16, on n'a pas besoin de prendre des mesures particulières de précaution, pour mettre l'aimant 24 permanent dans le paquet 22 de tôles. Les aimants permanents sont introduits sous la forme de corps magnétiques amagnétiques dans les poches du paquet 22 de tôles et ne sont aimantés d'une manière permanente que plus tard par un champ d'aimantation. La figure 2 représente à cet effet un stade de fabrication pendant la fabrication du rotor 16. La section transversale représentée est perpendiculaire à l'axe 20 de rotation. Le rotor 16 se trouve dans une culasse 30 d'aimantation. La culasse 30 d'aimantation a un agencement de support mécanique ou un support 32 dans lequel sont disposées des bobines 34 électriques, qui peuvent être reliées à une batterie 36 de condensateurs ou à une autre source d'énergie électrique. Les aimants permanents à l'état encore non aimanté, donc les corps 24' magnétiques, ont été introduits dans des poches 38 du paquet 22 de tôles. Ils ont été introduits à cet effet dans le paquet 22 de tôles, parallèlement à l'axe 20 de rotation. Au lieu d'un aimant permanent unique, on pourrait mettre dans la direction axiale, c'est-à-dire le long de l'axe 20 de rotation, également respectivement plusieurs aimants permanents les uns derrière les autres.

Cela rendrait la fabrication plus facile. Dans l'exemple représenté de la figure 2, on donne, par le champ magnétique des bobines 34, dans deux des en tout quatre aimants permanents, en même temps une aimantation M, dont l'orientation est représentée par une flèche à la figure 2. On obtient en conséquence, aux surfaces des aimants 24 permanents, un pôle (N) magnétique nord et un pôle (S) magnétique sud sur les pôles des aimants. Les corps 24' magnétiques sont aimantés en permanence par le champ magnétique extérieur, qui est produit au moyen de la culasse 30 d'aimantation. A cet effet, on peut produire, par exemple au moyen de la batterie 36 de condensateurs, un à-coup de courant par lequel un courant I de bobine passe dans les bobines 34, de sorte que les bobines 34 produisent un champ magnétique relativement intense sur la surface 26. Le champ magnétique est produit par l'à-coup de courant, également en un temps relativement court, de manière à pouvoir aimanter, les uns après les autres, un grand nombre de rotors comme le rotor 16. Par la vitesse à laquelle le champ magnétique s'établit, une grande force mécanique est appliquée aussi dans les bobines 34. Mais les bobines sont maintenues par le support 32 fixement en leur position et ne peuvent pas non plus en soi se déformer. Dans l'agencement 40 représenté à la figure 2, composé du rotor 16 et de la culasse 30 d'aimantation, il est aussi possible, d'une manière particulière, de mettre respectivement l'une des bobines 34 sur l'un des corps 24' magnétiques et d'avoir ainsi suffisamment de place pour des zones 48 de stabilisation mécanique du support 32. Les zones 38 de stabilisation et les enroulements des bobines peuvent être appuyées, notamment complètement dans la zone des espaces 50 interpolaires, de sorte que des yeux des bobines 34 peuvent recouvrir complètement les pôles 52 magnétiques (recouvrement de pôle complet). L'intensité maximum nécessaire du courant I de bobine dépend d'une profondeur T de l'aimant. La figure 2 montre que la profondeur T de l'aimant est le point respectivement le plus profond (mesuré le long d'une direction 42 radiale perpendiculairement à l'axe 20 de rotation) des aimants 24 permanents, donc la distance du point des aimants 24 permanents le plus éloigné du pourtour 44 extérieur du rotor 16, donc dans ce cas de la surface 26. Par la structure symétrique du rotor 16, tous les aimants 24 permanents ont la même profondeur T de l'aimant, c'est-à-dire que leur point respectivement le plus profond se trouve sur un cercle 46 partiel commun, qui est plus petit que le pourtour 44 extérieur circulaire. Dans l'agencement 40, le rapport de la dimension des zones 48 de stabilisation mécanique dans la direction U périphérique du rotor 16 est adapté à l'intensité maximum du courant I d'aimantation, donc finalement à la profondeur T de l'aimant : un rapport de la profondeur T de l'aimant à la distance des corps 24' magnétiques le long de la direction U périphérique est choisi de manière à disposer d'une large zone 48 du support 32 de stabilisation pour le courant d'aimantation nécessaire. Comme on peut concevoir d'une manière particulièrement stable la culasse 32 d'aimantation, on peut l'utiliser pour plusieurs opérations d'aimantation en particulier, c'est-à-dire assurer une grande durée d'utilisation de la culasse 16 d'aimantation. Les dimensions spéciales du rotor 16 qui sont nécessaires à cet effet sont illustrées à la figure 3. La profondeur T de l'aimant est dans un rapport particulier à la largeur des espaces interpolaires entre les pôles 52 magnétiques du rotor 16. On donne, en relation avec l'invention, la définition suivante : un espace 50 interpolaire s'étend respectivement entre deux points 54, 56 de sortie de respectivement un rayon 58, 60 particulier, qui sont construits respectivement de la façon suivante. Le premier rayon 58 part de l'axe 20 de rotation sous la forme d'une ligne droite et passe par un point 62 d'un aimant 24 permanent, qui délimite l'espace 50 interpolaire, le point 62 étant celui ayant la profondeur t la plus petite de l'aimant 24 permanent en direction du pourtour 44 extérieur, c'est-à-dire dans ce cas de la surface 26. Le prolongement de la liaison entre l'axe 20 de rotation et le point 62 de profondeur t la plus petite donne le point 54 de sortie. De la même façon, on définit, de l'autre côté de l'espace 50 interpolaire, un point 64 où l'aimant 24 permanent, qui y est voisin de l'espace 50 interpolaire, a la profondeur t la plus petite par rapport à la surface 26 du rotor 16, donc par rapport à son pourtour 44 extérieur. Le prolongement de la ligne droite, partant de l'axe 20 de rotation et passant par le point 64, donne le point 56 de sortie. La distance entre les points 54, 56 de sortie forme la largeur B de l'espace interpolaire. On a maintenant, pour un mode de réalisation du rotor suivant l'invention, la relation suivante : 0,7 * T <= B <= 1,2 * T, c'est-à-dire 0,7 * T B 1,2 * T.

Le rotor 16 a aussi une réluctance appropriée particulièrement à l'utilisation de la machine 10 électrique. A cet effet, les poches 38 sont, dans la direction U périphérique, plus longues que les aimants 24 permanents qui y sont mis. Les poches 33 pénètrent notamment dans la zone des espaces 50 interpolaires. Dans cette zone, il n'y a pas dans les poches 38 de matériau magnétique, notamment à magnétisme doux. Les poches 38 5 forment ainsi dans cette zone un arrêt K de flux. Une distance des arrêts 56 de flux dans les espaces 50 interpolaires, c'est-à-dire la distance F d'arrêt de flux, satisfait la condition suivante : la largeur B de l'espace interpolaire est plus petite que 3 fois la 10 distance F d'arrêt de flux, c'est-à-dire B < 4 * F. On peut avoir notamment : B < 3 * F, notamment B < 2 F. Cela assure une grande stabilité mécanique pour l'utilisation du rotor 16 dans un moteur de traction d'un véhicule électrique. Le rotor suivant l'invention 15 convient notamment d'une manière générale, pour être utilisé à une vitesse de rotation de plus de 7 000 tours à la minute, notamment de plus de 10 000 tours à la minute. Les relations décrites valent aussi pour des aimants 20 permanents subdivisés et mis en position angulaire ainsi que pour des variantes de la forme des arrêts K de flux. Deux variantes possibles sont données dans ce qui suit à la figure 4 et à la figure 5, au moyen de deux autres exemples de réalisation du rotor suivant l'invention. Par 25 souci de clarté, tout élément qui a la même fonction qu'un élément correspondant aux figures 1 à 3, est muni également aux figures 4 à 5 des mêmes repères qu'aux figures 1 à 3. A la figure 4 et à la figure 5, chaque pôle 52 magnétique 30 a deux aimants 24 permanents. Pour illustrer la coopération des deux aimants 24 permanents dans un pôle 52 magnétique, on a tracé à la figure 4 et à la figure 5, à titre d'exemple, un axe q et un axe d du rotor, tel qu'il est donné par les pôles 52 magnétiques et par les espaces 50 interpolaires. La figure 4 montre que, dans chaque pôle 52 magnétique, les aimantations M des aimants 24 permanents ont respectivement des composantes radiales de même direction de leur vecteur, c'est-à-dire qu'elles s'éloignent toutes les deux radialement vers l'extérieur de l'axe 20 de rotation ou s'en rapprochent. Le mode de réalisation de la figure 4 a des zones K d'arrêt de flux, qui ont, dans la direction 42 radiale perpendiculairement à l'axe 20 de rotation, une étendue plus grande que les aimants 24 permanents. Les zones 56 d'arrêt du flux se rapprochent notamment davantage du pourtour 44 extérieur que ne le font les aimants 24 permanents. On obtient ainsi un guidage du flux particulièrement approprié pour que le court-circuit magnétique soit maintenu à une valeur petite. A la figure 5, deux aimants 24 permanents sont disposés en forme de V pour chaque pôle 52 magnétique. En outre, les zones K d'arrêt du flux sont sans bords, ce qui signifie qu'en section transversale, comme cela est montré à la figure 5, les coins des zones K d'arrêt du flux sont arrondis. On empêche ainsi des pointes du champ du magnétique du rotor. A la figure 4 et à la figure 5, le premier et le deuxième aimants permanents de chaque pôle 52 magnétique sont disposés de préférence symétriquement à l'intérieur du pôle 52 magnétique. Cela signifie, par exemple, qu'ils peuvent être reproduits l'un l'autre, comme en un miroir, sur une ligne passant par le milieu du pôle 52 magnétique et par le centre 20 du rotor, cette ligne étant donc l'axe d respectif. Le premier et le deuxième aimants 24 permanents peuvent avoir respectivement un axe longitudinal dans la section transversale représentée, qui se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe 20 de rotation du rotor 16. Pour illustrer l'étendue d'un pôle 52 magnétique individuel, il est montré, à la figure 4 et à la figure 5, encore un autre rayon 58'construit de la façon décrite et limitant, ensemble avec le rayon 60, le pôle 52 10 magnétique. Le premier et le deuxième aimants 24 permanents de chaque pôle magnétique ont conjointement une largeur le long de la direction U périphérique, qui correspond à un angle 52, qui est formé entre une première sécante 60 et une deuxième sécante 58'. Tant la 15 première sécante 60 qu'également la deuxième sécante 58' passent par le milieu 20 du rotor et peuvent être désignées aussi comme une première et une deuxième centrales. La première sécante 60 passe en outre par le premier aimant 24 en un point 64, qui est le plus proche 20 du bord 44 du rotor. Si le premier aimant 24 est disposé à peu près parallèlement au bord 44 du rotor, la première sécante 60 peut passer par un point 64 de l'aimant 24, qui est le plus proche du pôle voisin. Le bord 44 du rotor peut être ainsi par exemple le pourtour 44 du 25 rotor. De même, la deuxième sécante 58' traverse le deuxième aimant 24 en un point 62', qui est le plus proche du bord 44 du rotor. Ce point 62' du deuxième aimant 24 est par exemple au plus près de l'autre pôle voisin. Dans les exemples représentés, on a la 30 formulation suivante : largeur de l'espace interpolaire B - (0,7 à 1,2) * profondeur de l'aimant T et largeur de l'espace interpolaire B < 4 * distance F d'arrêt du flux.

La figure 6 représente schématiquement un véhicule 66 automobile, qui peut être par exemple une voiture de tourisme. Le véhicule 66 automobile a un moteur 68 de traction électrique, dans le carter 70 duquel peut se 5 trouver par exemple la machine 10 électrique. L'arbre 18 de la machine 10 électrique peut être accouplé par exemple par une transmission 72 à une chaîne 74 de transmission du véhicule 66 automobile. La chaîne 74 de transmission peut entraîner par exemple une roue 76 10 arrière du véhicule 66 automobile. Il est montré par les exemples, que l'on peut disposer d'un rotor ayant des aimants permanents intérieurs et donnant des performances électriques appropriées, notamment pour une utilisation de e-car, le rotor donnant 15 une grande résistance mécanique et satisfaisant la condition de pouvoir être aimanté après le montage, une culasse d'aimantation pouvant être utilisée à cet effet, culasse qui peut être conformée sans usure, de manière à obtenir une grande durée de vie pour la culasse 20 d'aimantation. Cela rend possible dans l'ensemble une fabrication optimisée en coûts, la complication de la fabrication par manipulation d'aimants étant minimisée par l'aimantation après coup.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Rotor (16) à excitation permanente pour une machine (10) électrique, qui a plusieurs pôles (52) magnétiques, 5 disposés le long d'une direction (U) périphérique, - dans lequel chacun des pôles (52) magnétiques comprend au moins un aimant (24) permanent, qui est disposé dans une poche (38) à l'intérieur du rotor (16), - dans lequel dans une section transversale du rotor 10 (16), perpendiculairement à l'axe (20) de rotation, pour chaque pôle (52) magnétique a) une profondeur (T) d'aimant est définie par une profondeur T radiale du au moins un aimant (24) permanent, la plus grande, mesurée du pourtour (44) 15 extérieur du rotor (16) à l'axe (20) de rotation et b) il y a, par rapport à un pôle (52) magnétique voisin, un espace (50) interpolaire, dont la largeur B est définie par la distance entre deux points (54, 56) virtuels de sortie, où respectivement un rayon 20 (58, 60) coupe le pourtour (44) extérieur, le premier rayon (58) passant, en partant de l'axe (20) de rotation, par le point (54) de profondeur (t) radiale la plus petite, du premier des deux aimants (24) permanents délimitant l'espace (50) 25 interpolaire et le deuxième rayon (60) passant, en partant de l'axe (20) de rotation, par le point (56) de profondeur (t) radiale la plus petite du deuxième des deux aimants (24) permanents délimitant l'espace (50) interpolaire, dans lequel respectivement le 30 point (54, 56) placé le plus près de l'espace (50) interpolaire a la profondeur (t) la plus petite,caractérisé en ce qu'un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la profondeur T d'aimant pour un, pour plusieurs ou pour tous les pôles (52) magnétiques, est dans une plage de 0,7 à 1,2, de manière à avoir 0,7* T < B < 1,2 * T.
2. 2. Rotor (16) suivant la revendication 1, caractérisé en ce que dans un ou plusieurs ou tous les espaces (50) interpolaires, respectivement à partir de deux pôles (52) magnétiques de délimitation, une poche (38) pénètre au-delà de l'aimant (24) permanent, qui est disposé respectivement dans l'espace (50) interpolaire, et il est ainsi formé dans l'espace (50) interpolaire, une zone (K) amagnétique d'arrêt du flux.
3. 3. Rotor (16) suivant la revendication 2, caractérisé en ce que dans un ou plusieurs ou tous les espaces (50) interpolaires, il est défini, respectivement par une distance (F) la plus petite entre les zones (K) d'arrêt du flux, une distance F d'arrêt du flux et un rapport de la largeur B de l'espace interpolaire à la distance F d'arrêt du flux est plus petit que 4, de manière à avoir B < 4*F.
4. 4. Rotor (16) suivant l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que dans un ou plusieurs ou tous les espaces (50) interpolaires, l'une ou les deux zones (K) d'arrêt du flux sont remplies d'un matériau amagnétique.
5. 5. Rotor (16) suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans les aimants (24) permanents, une composante radiale d'un vecteur de leur aimantation (M) est plus grande qu'une composante tangentielle.
6. 6. Rotor (16) suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs ou tous les pôles (52) magnétiques ont respectivement deux ou 5 plusieurs aimants (24) permanents.
7. 7. Rotor (16) suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs ou tous les pôles (52) magnétiques ont respectivement deux 10 aimants (24) permanents disposés en forme de V.
8. 8. Rotor (16) suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aimants (24) permanents sont disposés, dans la direction de leur 15 étendue la plus longue, parallèlement à l'axe (20) de rotation ou font au plus un angle de 20° avec l'axe (20) de rotation.
9. 9. Agencement (40) composé d'un rotor (16) et d'une 20 culasse (30) d'aimantation, caractérisé en ce que le rotor (16) est conformé suivant l'une des revendications précédentes et la culasse (30) d'aimantation a plusieurs bobines (34) électriques, qui sont disposées respectivement dans la direction (U) 25 périphérique du rotor (16) sur le pourtour (44) extérieur du rotor (16), des enroulements des bobines (34) s'appliquant, dans la direction (20) axiale du rotor (16), respectivement à l'un des espaces (50) interpolaires du rotor (16). 30
10. 10. Machine (10) électrique comprenant un stator (12) ayant une bobine (14) électrique et un rotor (16) disposé dans le stator (12),caractérisée en ce que le rotor (16) est constitué suivant l'une des revendications 1 à 8.
11. 11. Véhicule (66) automobile ayant une machine (10) 5 électrique de traction du véhicule (66) automobile pour un voyage, caractérisé en ce que la machine (10) électrique est constituée suivant la revendication 10. 10
12. 12. Procédé de fabrication d'un rotor (16) suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour former le rotor (16), on se procure un paquet (22) de tôles à magnétisme doux, ayant des poches (38) pour des aimants (24) permanents et on met dans les poches (38) 15 respectivement au moins un corps (24') magnétique en un matériau, qui, certes, n'a pas d'aimantation (M), mais qui a une substance ferromagnétique ou un alliage de terre rare et ensuite, on forme, à partir du paquet (22) de tôles ayant les corps (24') magnétiques qui y sont mis 20 ainsi que d'une culasse (30) d'aimantation, un agencement (40) suivant la revendication 9 et on alimente les bobines (34) électriques de la culasse (30) d'aimantation en un courant (I) électrique et on magnétise ainsi de manière permanente le matériau des corps (24') 25 magnétiques dans les poches (38).