FR3028688A1 - Machine electrique comportant un materiau de maintien entre le rotor et l'arbre du rotor - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une machine électrique (1) comportant un rotor (3), le rotor étant monté serré sur un arbre (5) mobile en rotation (X) un matériau de maintien (6) étant positionné entre le rotor (3) et l'arbre (5). La présente invention concerne également le procédé d'obtention de la machine électrique (1) selon l'invention.

Description

1 MACHINE ELECTRIQUE La présente invention se rapporte au domaine des machines électriques, et se rapporte plus particulièrement à une machine électrique comportant au moins un stator et un rotor. Une machine électrique comporte un rotor et un stator. Le rotor est monté sur un arbre. Le stator comporte des dents autour desquelles sont enroulées les bobines. L'alimentation de chacune des bobines permet la création d'un champ magnétique dans le stator, le rotor, comportant également des dents, s'oriente suivant les lignes de champ.

Un exemple de moteur électrique comportant un stator et un rotor est le moteur à reluctance variable. Dans le domaine de l'automobile, ces machines sont généralement utilisées dans des systèmes électriques telles que des compresseurs électriques suralimentés. Par exemple, ces machines sont utilisées sur le circuit d'admission pour améliorer le rendement du véhicule, pallier le temps de latence du turbocompresseur classique au démarrage, ou dans les phases transitoires du véhicule. Dans une machine électrique à reluctance variable, l'entrefer entre les dents du stator et rotor est très important en termes de constance. En effet, plus la variation de cet entrefer sur un tour est important, plus l'effet est négatif sur les performances de la 20 machine. La variation de cet entrefer est due au jeu qui s'y ajoute. Le jeu est la résultante de l'ensemble des défauts de chaque pièce et de leur assemblage. Notamment ce jeu, provient du fait que le rotor est monté serré sur l'arbre. Un défaut de concentricité entre le diamètre intérieur du rotor et extérieur de l'arbre ajoute du jeu à l'entrefer. Ceci 25 entraine une baisse des performances du moteur électrique. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des moteur de l'art antérieur en proposant un machine électrique configurée pour limiter les variations au niveau de l'entrefer entre le rotor et le stator. 3028688 2 Pour cela la présente invention propose, une machine électrique comportant un rotor, le rotor étant monté serré sur un arbre mobile en rotation, un matériau de maintien étant positionné entre le rotor et l'arbre. La présence de ce matériau de maintien permet de supprimer les défauts de 5 concentricité entre le diamètre intérieur du rotor et extérieur de l'arbre, ce qui limite le jeu au niveau de l'entrefer. La présence de ce matériau de maintien permet de créer une barrière thermique entre le rotor et l'arbre et ainsi vers d'autres pièces auxquelles est lié l'arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien est un 10 matériau injecté entre une surface interne du rotor et une surface externe de l'arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien est de la résine du métal ou du plastique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface interne du rotor comporte des contre-formes. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface externe de l'arbre comporte des contre-formes. Selon un mode de réalisation de l'invention, les contre-formes sont toutes formes permettant la transmission des efforts du rotor sur l'arbre. Les contre-formes transmettent l'effort du rotor sur l'arbre en permettant une meilleure adhésion entre le matériau de maintien et l'arbre. L'invention concerne également un procédé d'obtention d'une machine électrique selon l'invention, comportant les étapes de : positionnement du rotor par rapport à l'arbre, maintien de l'arbre et du rotor par surmoulage du rotor et de l'arbre.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le surmoulage est réalisé par injection de matériau de maintien selon l'invention entre la surface interne de l'ouverture du rotor et la surface externe de l'arbre. L'invention concerne également l'utilisation de la machine électrique selon l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile.

3028688 3 L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique selon l'invention. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant 5 aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en élévation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un élément du dispositif selon l'invention, 10 - la figure 3 est une représentation schématique d'un autre élément du dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'un autre élément du dispositif selon l'invention, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'un 15 dispositif selon l'invention, - la figure 6 est une représentation schématique d'une vue en coupe d'une machine électrique selon l'invention. La présente invention concerne une machine électrique 1 illustrée figure 1 et 6. La 20 machine 1 comporte au moins un stator 2 et un rotor 3. Le rotor 3 est disposé à l'intérieur du stator 2. Plus précisément, le rotor 3 est disposé dans un espace formé au centre du stator 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est une machine à courant continue ou alternatif, synchrone ou asynchrone ou tout type de 25 machine électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, la machine électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Le stator 2, est formé d'au moins un corps. Selon un mode de réalisation de l'invention, le stator 2 est formé de plusieurs corps. Le stator est également formé de 3028688 4 plusieurs dents. Les dents sont disposées sur la face interne du corps du stator délimitant l'espace dans lequel se trouve le rotor. Le stator comporte n dents, n étant compris entre 4 et 12, et de manière très préférée égale à 6. Autour de chacune des dents est disposé un bobinage qui forme ainsi les bobines du stator. L'alimentation de chacune des bobines 5 permet la création d'un champ magnétique dans le stator. Selon un mode de réalisation de l'invention illustrée figures 1 et 2, le rotor 3 comporte des dents 32 de rotor. Le nombre de dents du rotor 3 est compris entre 2 et 8, et de manière préférée est égale à 4. Le rotor comporte en son centre une ouverture 31 longitudinale. Cette ouverture 10 31 est traversée par un arbre 5 monté en rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre 5, illustré figures 1, 4 et 5, est connectée au rotor 3 de la machine électrique ce qui permet l'entrainement en rotation de l'arbre 5, et une extrémité de l'arbre 5 est connectée à par exemple une roue, non illustrée, d'un compresseur électrique.

15 Le rotor 3 est ainsi monté serré sur l'arbre 5. C'est le rotor 3 qui permet à l'arbre 5 d'être mis en rotation. Dans le cadre de l'invention, un matériau de maintien 6, illustré figure 1, 3 et 5, est disposé entre le rotor 3 et l'arbre 5. Plus précisément, le matériau de maintien 6 est disposé entre la surface interne de l'ouverture 31 du rotor et la surface externe de l'arbre 20 5. La figure 3 représente le matériau de maintien 6 isolé, du rotor et de l'arbre. Cet état n'existe pas et est seulement une représentation pour permettre une meilleure compréhension de l'invention. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien 6 est injecté entre la surface interne de l'ouverture 31 du rotor et la surface externe de l'arbre 5.

25 La présence de ce matériau de maintien 6 permet de supprimer les défauts de concentricité entre le diamètre intérieur du rotor 3 et extérieur de l'arbre 5, ce qui limite le jeu au niveau de l'entrefer 4, illustré figure 6, entre les dents du stator et rotor et ainsi limite la variation de cet entrefer. De plus, la présence de ce matériau de maintien 6 permet de créer une barrière 30 thermique entre le rotor et l'arbre 5. Cette barrière thermique permet ainsi limiter le 3028688 5 transfert thermique vers d'autres pièces auxquelles est lié l'arbre, et par exemple les pièces de guidage en rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien 6 est de la résine.

5 Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien 6 est du métal. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien 6 est du plastique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de maintien 6 est un joint, 10 et par exemple un joint liquide. Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré figures 2 et 5, la surface interne du rotor 3 comporte des contre-formes 61. Dans le cadre de l'invention les contre-formes 61 sont toutes formes permettant la transmission des efforts de l'arbre 5 sur le rotor 3.

15 Selon un mode de réalisation de l'invention, les contre-formes 61 du rotor 3 sont des nervures longitudinales orientées selon l'axe longitudinale X de l'arbre 5, rectilignes ou pas. Selon un mode de réalisation de l'invention, les contre-formes 61 du rotor 3 sont des rainures longitudinales orientées selon l'axe longitudinale X de l'arbre 5, rectilignes ou 20 pas. Les contre-formes 61 transmettent l'effort du rotor 3 sur l'arbre 5 en permettant une meilleure adhésion entre le matériau de maintien et l'arbre. En effet, lorsque le matériau de maintien 6 est injecté, il comble tous les espaces entre la surface externe de l'arbre et la surface interne du rotor. De cette façon lorsque le rotor et le matériau de 25 maintien tournent, la meilleure adhésion du matériau de maintien avec l'arbre via les contre-formes 61 assure une transmission totale des efforts du rotor 3 sur l'arbre 5. Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré figures 4 et 5, la surface externe de l'arbre 5 comporte également des contre-formes 51. Dans le cadre de l'invention les contre-formes 51 sont toutes formes permettant la transmission des 30 efforts du rotor 3 sur l'arbre 5.

3028688 6 Selon un mode de réalisation de l'invention, les contre-formes 51 de l'arbre 5 sont des nervures longitudinales orientées selon l'axe longitudinale X de l'arbre 5, rectilignes ou pas. Selon un mode de réalisation de l'invention, les contre-formes 51 de l'arbre 5 sont 5 des rainures longitudinales orientées selon l'axe longitudinale X de l'arbre 5, rectilignes ou pas. Les contre-formes 51 de l'arbre 5 ont le même rôle et les mêmes effets que les contre-formes 61 du rotor. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rotor 3 et l'arbre 5 comportent des 10 contre-formes 51, 61 telles que décrites précédemment. L'association des contre-formes 61 du rotor 3 et des contre-formes 51 de l'arbre 5 permet d'augmenter de façon plus importante l'adhésion du matériau de maintien 6 sur l'arbre et le rotor, et ainsi d'améliorer de façon plus importante la transmission des efforts du rotor 3 sur l'arbre 5, par rapport au cas où seul l'arbre 5 ou le rotor 3 comporte des contre-formes.

15 Le procédé selon l'invention, permettant d'obtenir une machine selon l'invention, consiste tout d'abord à positionner le rotor 3 par rapport à l'arbre 5. Le positionnement étant réalisé par rapport à une référence pré-défini sur l'arbre 5. Le maintien entre l'arbre 5 et le rotor 3 est ensuite réalisé par surmoulage du rotor 3 et de l'arbre 5. Plus précisément, le surmoulage est réalisé par injection de matériau de maintien 6 selon 20 l'invention entre la surface interne de l'ouverture 31 du rotor et la surface externe de l'arbre 5. Ce procédé selon l'invention permet d'obtenir une machine électrique 1 dont l'arbre 5 et le rotor 3 sont surmoulés. L'invention concerne également l'utilisation d'une telle machine 1 selon 25 l'invention dans un compresseur de suralimentation électrique pour véhicule automobile. L'invention concerne également un compresseur de suralimentation électrique équipé d'une telle machine 1 selon l'invention. Plus précisément, l'invention concerne également un compresseur électrique équipé d'un moteur à reluctance variable selon l'invention. Ce compresseur électrique de suralimentation pour véhicule automobile, 3028688 7 comporte une roue de compression et une machine électrique selon l'invention, pour entraîner la roue de compression en rotation. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans 5 s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims (8)

1. REVENDICATIONS1. Machine électrique (1) comportant un rotor, le rotor étant monté serré sur un arbre mobile en rotation, caractérisé en ce qu'un matériau de maintien (6) est positionné entre le rotor (3) et l'arbre (5).
2. 2. Machine électrique (1) selon la revendication 1, dans laquelle le matériau de maintien (6) est un matériau injecté entre une surface interne du rotor (3) et une surface externe de l'arbre (5).
3. 3. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le matériau de maintien (6) est de la résine, du métal ou du plastique.
4. 4. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 3, dans laquelle la surface interne du rotor (3) comporte des contre-formes (61).
5. 5. Machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 4, dans laquelle la surface externe de l'arbre (5) comporte des contre-formes (51) ayant toutes formes permettant la transmission des efforts du rotor (3) sur l'arbre (5).
6. 6. Procédé d'obtention d'une machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 5, comportant les étapes de positionnement du rotor (3) par rapport à l'arbre (5), maintien de l'arbre (5) et du rotor (3) par surmoulage du rotor (3) et de l'arbre (5).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le surmoulage est réalisé par injection de matériau de maintien (6) entre la surface interne de l'ouverture (31) du rotor et la surface externe de l'arbre (5).
8. 8. Compresseur de suralimentation électrique équipé d'une machine électrique (1) selon une des revendications 1 à 5.25