FR3066333A1 - Rotor a poles vrilles pour machine electrique tournante synchrone. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un rotor bobiné à pôles saillants vrillés comprenant des sous-paquets (2,3) de tôles empilés axialement, chaque tôle présentant une alternance de bras (100) et d'encoches (110) agencés radialement, de manière à définir une pluralité de pôles alternés, formés à partir d'une pluralité de bobines d'excitation enroulées autour des bras respectifs entre deux encoches consécutives, chaque bras étant aligné sur un axe radial médian (Z) d'un pôle correspondant et étant prolongé d'une tête de pôle (101) comportant une base (102) et une surface convexe (103) reliée à ladite base par des première et deuxième bordure latérale (103a,103b), lesdites surfaces convexes desdites têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs étant décalées angulairement les unes par rapport aux autres le long de l'empilement, et lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôles présentant une épaisseur (C,D) variable pour des sous-paquets de tôles adjacents le long de l'empilement.

Description

Rotor à pôles vrillés pour machine électrique tournante synchrone

La présente invention se rapporte à un rotor pour une machine électrique tournante synchrone du type à rotor bobiné à pôles saillants, notamment une machine électrique de ce type pour des applications comme moteur électrique de traction dans des véhicules automobiles électriques et hybrides.

Les machines synchrones à rotor bobiné classiques à pôles saillants comprennent un rotor comportant un corps principal en matériau magnétique constitué d’un paquet de tôles prédécoupées empilées parallèlement à l’axe de rotation du rotor, l’empilement des tôles définissant une alternance de bras et d’encoches agencés radialement entre une partie centrale et une partie circonférentielle du rotor et s’étendant axialement dans le corps du rotor, de manière à définir une pluralité de pôles nord et pôles sud alternés, formés à partir d’une pluralité de bobines d’excitation enroulées autour d’un bras radial respectif entre deux encoches consécutives, ledit bras radial étant sensiblement aligné sur un axe radial médian d’un pôle correspondant. Un stator entoure le rotor avec un entrefer entre le stator et le rotor.

Dans le domaine des machines électriques pour les applications évoquées ci-dessus, les machines synchrones à rotor bobiné présentent un nombre de pôles élevé et un contenu de composantes harmoniques de tension et de couple électromagnétique important. Les harmoniques du couple électromagnétique peuvent aussi être à l’origine de vibrations importantes. Pour pallier ces effets dommageables impactant la qualité de fonctionnement de ces machines électriques, il est donc nécessaire de réduire les composantes harmoniques de façon à réduire l’influence du couplage électromagnétique entre les bobinages du rotor et du stator généré par ces composantes harmoniques.

On connaît dans l’état de la technique une méthode pour la réduction des ondulations de couple pour les moteurs synchrones consistant à réduire l’amplitude des harmoniques par le vrillage du rotor. Ainsi, le document US 2014132108 fait connaître une machine électrique synchrone comportant un rotor bobiné du type décrit ci-dessus, constitué d’un ensemble de pôles chacun pourvu d’une bobine d’excitation respective, où chaque pôle est constitué d’un assemblage de plaques de tôles empilées suivant l’axe de rotation du rotor, chaque plaque de l’assemblage, qui définit un segment de pôle dans la direction longitudinale du rotor, est constituée d’un bras rectangulaire et d’une tête de pôle oblongue faisant saillie de chaque côté du bras, le bras et la tête de pôle étant alignés chacun selon un axe médian respectif. La technique de vrillage du rotor selon ce document, consiste à empiler des plaques de tôle présentant un espacement différent entre les deux lignes médianes respectivement du bras et de la tête de pôle pour deux segments de pôle adjacents.

Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de proposer un rotor à pôles vrillés qui permette d’améliorer encore la réduction du contenu des composantes harmoniques de la tension et du couple, tout en permettant de pouvoir réaliser aisément l’enroulement des bobines autour des pôles du rotor. A cet effet, la présente invention propose un rotor bobiné à pôles saillants vrillés comprenant un corps principal en matériau magnétique constitué d’un paquet de tôles empilées parallèlement à l’axe de rotation du rotor en sous-paquets formés d’au moins une même tôle, chaque tôle de l’empilement présentant une alternance de bras et d’encoches agencés radialement entre une partie centrale et une partie circonférentielle du rotor, de manière à définir une pluralité de pôles alternés, formés à partir d’une pluralité de bobines d’excitation enroulées autour des bras respectifs entre deux encoches consécutives, chaque bras étant sensiblement aligné sur un axe radial médian d’un pôle correspondant et étant prolongé d’une tête de pôle s’étendant orthoradialement en saillie de part et d’autre du bras radial, ladite tête de pôle comportant une base reliée audit bras et une périphérie externe présentant une surface convexe dont les extrémités respectives opposées sont reliées à ladite base par une première et une deuxième bordure latérale, lesdites surfaces convexes desdites têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs étant décalées angulairement les unes par rapport aux autres le long de l’empilement, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôles présentent une épaisseur variable pour des sous-paquets de tôles adjacents le long de l'empilement.

Avantageusement, lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle présentent des épaisseurs respectives différentes.

Avantageusement, les épaisseurs respectives desdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle varient dans des sens opposés.

De préférence, les épaisseurs respectives desdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle varient d’une épaisseur maximale, respectivement minimale, vers une épaisseur minimale, respectivement maximale, le long de l’empilement.

Selon un premier mode de réalisation, lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle de chaque sous-paquet de tôles respectif s’étendent respectivement dans des mêmes plans le long de l’empilement.

Selon un deuxième mode de réalisation, lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle de deux sous-paquets de tôles adjacents s’étendent respectivement dans des plans parallèles différents.

Avantageusement, les sommets des surfaces convexes des têtes de pôle pour chaque sous-paquet de tôles respectif sont décalés angulairement le long de l’empilement par rapport à l’axe du rotor, dans un même sens par rapport à l’axe radial médian du pôle correspondant, suivant un angle fixe donné.

En variante les sommets des surfaces convexes des têtes de pôle pour chaque sous-paquet de tôles respectif sont décalés angulairement le long de l’empilement par rapport à l’axe du rotor, alternativement dans un sens et dans l’autre par rapport à l’axe radial médian du pôle correspondant, suivant un angle fixe donné.

Avantageusement, l’axe radial médian de chaque pôle respectif s’étend dans un plan qui passe par l’axe du rotor.

Avantageusement, ladite base présente une surface plane opposée à ladite surface convexe, orientée sensiblement à 90° par rapport au bras du pôle.

De préférence, l’ensemble des tôles constituant l’empilement de tôles est réalisé sous une seule géométrie, les sous-paquets de tôle respectifs étant alternativement retournés de 180° autour de l’axe radial médian du pôle correspondant le long de l’empilement. L’invention concerne également une machine synchrone à rotor bobiné à pôles saillants, comprenant un rotor tel que décrit ci-dessus et un stator entourant ledit rotor avec un entrefer entre le stator et le rotor. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue partielle en perspective d’un rotor vrillé selon un premier mode de réalisation de l’invention, dans lequel le vrillage du pôle est réalisé sans décalage des extrémités latérales des têtes de pôle de façon à définir une ouverture d’encoche constante entre deux pôles consécutifs du rotor

J - la Figure 2 est une vue partielle en perspective d’une variante du premier mode de réalisation ; - la Figure 3 est une vue partielle en perspective d’un rotor vrillé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, dans lequel le vrillage est réalisé en appliquant un décalage des extrémités latérales des têtes de pôle le long de l’empilement de façon à définir une ouverture d’encoche irrégulière entre deux pôles consécutifs du rotor ; - la Figure 4 est une vue en perspective d’une variante du deuxième mode de réalisation ; - la Figure 5 est une vue en perspective d’une autre variante du deuxième mode de réalisation ; - la Figure 6 est une vue partielle en perspective d’une machine électrique tournante équipée d’un rotor vrillé de réduction des ondulations magnétiques selon l’invention ;

La Figure 1 illustre une vue partielle en perspective d’un rotor 1 constitué d’un paquet de tôles empilées suivant l’axe X du rotor (« stack » selon une terminologie anglo-saxonne), dans lequel sont découpés une pluralité de pôles 10, répartis en alternance selon une direction orthoradiale, et saillants d’une partie centrale 11 vers la périphérie du rotor, dont un seul est représenté sur la vue partielle de la figure 1, autour desquels sont destinés à être enroulés des bobinages d’excitation (non représentés). Chaque tôle de l’empilement constitue donc un élément unitaire de pôle dans le sens axial.

De manière générale, l’empilement du paquet de tôles est organisé en sous-paquets de tôles formés chacun d’une ou, préférentiellement, plusieurs tôles constituées d’une même tôle. Les tôles des sous-paquets de tôles respectifs de l’empilement peuvent être identiques entre elles, autrement dit, elles peuvent présenter une même géométrie, ou bien être différentes entre elles, autrement dit, elles peuvent présenter plusieurs géométries différentes respectives, au minimum deux géométries différentes.

Dans l’exemple de la figure 1, l’empilement du paquet de tôles est organisé en deux sous-paquets de tôles 2, 3, formés chacun de plusieurs tôles constituées d’une même tôle et une seule géométrie de tôle est utilisée pour les mêmes tôles respectives des deux sous-paquets 2, 3 de tôles de l’empilement constituant le corps du rotor 1.

Chaque tôle de l’empilement présente une alternance de bras 100 et d’encoches 110, agencés radialement entre la partie centrale 11 et une partie circonférentielle du rotor. Chaque bras 100 d’un pôle correspondant, de forme générale rectangulaire, est aligné sur un axe radial médian Z du pôle correspondant, qui s’étend dans un plan passant par l’axe X du rotor, de sorte que l’empilement axial des bras 100 du pôle correspondant forme une surface d’appui plane pour la bobine destinée à y être entourée, ce qui permet de conserver un bon rangement des fils de la bobine.

Chaque bras 100 s’étend vers la partie circonférentielle dans une zone dans laquelle le bras se prolonge par une tête de pôle 101 faisant saillie orthoradialement de chaque côté du bras 100 du pôle 10. Plus précisément, la tête de pôle 101 comporte une base 102 reliée au bras 100, formant une surface plane s’étendant sensiblement à 90° de part et d’autre du bras 100 en regard de la partie centrale 11 du rotor. La fonction de cette base 102 est de retenir dans la direction radiale un bobinage, qui est enroulé autour de chaque bras du pôle, à l’encontre de la force centrifuge subie par le bobinage lors de la rotation du rotor. L’orientation préférentiellement perpendiculaire de la base 102 par rapport au bras 100 du pôle correspondant permet d’améliorer encore l’efficacité de cette retenue.

La tête de pôle 101 comprend encore une périphérie externe, à l’opposé de la base 102, qui présente une surface convexe 103, dont les extrémités respectives, à l’opposée l’une de l’autre par rapport au bras 100, sont reliées à la base 102 par une première et une deuxième bordure latérale, respectivement 103a et 103b, qui présente des épaisseurs respectives différentes.

On prévoit tout d’abord de réaliser le vrillage des pôles du rotor en décalant angulairement le sommet des surfaces convexes des têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs le long de l’empilement de tôles constituant le corps de rotor, tout en gardant la planéité de la surface d’appui de la bobine au niveau des bras, ces derniers étant alignés dans un plan passant par l’axe du rotor.

Selon l’exemple de la figure 1, le vrillage est réalisé en deux sous-paquets de tôles 2, 3 et les sommets respectifs 103c des surfaces convexes 103 des têtes de pôle 101 des premier et deuxième sous-paquets de tôles adjacents 2 et 3 présentent un décalage angulaire A entre eux. Plus précisément, le sommet 103c des surfaces convexes 103 des têtes de pôle 101 du premier sous-paquet de tôles 2 est décalé d’un angle donné par rapport à l’axe du rotor dans un premier sens et le sommet 103c des surfaces convexes 103 des têtes de pôle 101 du deuxième sous-paquet de tôles 3 est décalé du même angle donné par rapport à l’axe du rotor, dans un sens opposé au premier sens.

Selon l’exemple de la figure 1, le vrillage est réalisé en deux sous-paquets de tôles 2, 3 et, avantageusement, on utilise une seule géométrie de tôle pour former chaque sous-paquet de tôles 2, 3 de l’empilement, qui présente un caractère asymétrique au niveau de la géométrie de la tête de pôle par rapport à l’axe radial médian Z du pôle correspondant. Pour réaliser le vrillage, les tôles à têtes de pôle asymétriques sont empilées dans un premier sens pour former le premier sous-paquet de tôles 2, puis empilées en étant retournées dans l’autre sens pour former le deuxième sous-paquet de tôles 3 de l'empilement. Autrement dit, le deuxième sous-paquet de tôles 3 est retourné de 180° autour de l’axe radial médian Z des pôles par rapport au premier sous-paquet de tôles 2. Ainsi, l’empilement des tôles du rotor peut être obtenu avec une seule géométrie de tôles, ce qui simplifie grandement la fabrication.

Par ailleurs, cette technique de vrillage consistant à décaler le sommet du pôle des sous-paquets de tôles respectifs le long du paquet de tôles d’un angle donné, en conservant la planéité de la surface d’appui de la bobine est en outre combinée, selon l’invention, à une optimisation de certaines dimensions géométriques particulières des têtes de pôle, qui concernent en particulier l’épaisseur des bordures latérales des têtes de pôles des sous-paquets de tôles respectifs de l’empilement, l’objectif étant de réduire au maximum le contenu harmonique.

De façon générale, on prévoit que les première et deuxième bordures latérales des têtes de pôles présentent une épaisseur variable pour des sous-paquets de tôles adjacents le long de l’empilement.

Selon l’exemple de la figure 1, la première bordure latérale 103a des têtes de pôles 101 du premier sous-paquet de tôles 2 présente une épaisseur C supérieure à l’épaisseur D de la première bordure latérale 103a des têtes de pôles 101 du deuxième sous-paquet de tôles 3. Autrement dit, la première bordure latérale 103a des têtes de pôles 101 du premier sous-paquet de tôles 2 présente une épaisseur C maximale, qui varie vers une épaisseur D minimale pour la première bordure latérale des têtes de pôle 101 du deuxième sous-paquet de tôles 3. On prévoit que l’épaisseur de la deuxième bordure latérale 103b des têtes de pôles varie dans un sens opposé à celle de la première bordure latérale 103a des têtes de pôle, le long de l’empilement. Aussi, selon l’exemple de la figure 1, les deuxièmes bordures latérales 103b des têtes de pôles 101 des premier et deuxième sous-paquets de tôles 2 et 3 présentent une épaisseur, qui varie de l’épaisseur D minimale pour le premier sous-paquet de tôles 2, vers l’épaisseur C maximale, pour le deuxième sous-paquet de tôles 3.

Grâce à l’épaisseur variable des bordures latérales 103a, 103b des têtes de pôle 101 des sous-paquets de tôles respectifs le long de l’empilement, l’intensité du champ magnétique n’est pas le même le long de cet empilement entre l’entrée et la sortie du paquet du tôles. En effet, la variation d’épaisseur des bordures latérales des têtes de pôle permet de faire varier la circulation des flux magnétiques dans l’entrefer lors des phases de transition lorsqu’une ouverture d’encoche entre deux pôles se trouve en regard d’une dent du stator pendant la rotation du rotor et partant, la régularité du passage du champ magnétique peut être altérée. Cette configuration permet d’avoir des transitions moins brutales d’un point de vue magnétique aux frontières latérales des dents du stator lorsque le rotor tourne face au stator.

Le principe de calcul des dimensions d’épaisseurs respectives C et D des bordures latérales des têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs, ainsi que la valeur A de décalage entre les sommets des surfaces convexes des têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs, résulte d’une optimisation, permettant de trouver le meilleur compromis entre ces valeurs et la répartition du champ magnétique le long du paquet de tôles.

La figure 2 illustre une variante dans laquelle le vrillage est réalisé avec une pluralité de géométries de tôles différentes pour chacun des sous-paquets de tôles respectifs, afin d’assurer une transition continue entre les sous-paquets de tôle. Le vrillage continu obtenu selon l’exemple de la figure 2 implique autant de géométries différentes de tôles qui vont former chaque sous-paquet de tôles qu’il y a de sous-paquets de tôles dans l’empilement, en l’occurrence 9 selon l’exemple de la figure 2. La vue partielle du rotor T de la figure 2 montre en effet une paire de pôles 10’ constitué chacun de 9 sous-paquets de tôles 21-29 empilés axialement, chaque même tôle d’un sous-paquet respectif de l’empilement présentant une géométrie différente. Le vrillage dans ce cas est réalisé uniquement par la forme géométrique des têtes de pôle 101’ des sous-paquets de tôles respectifs de l’empilement. Selon cette forme, les sommets 103’c des surfaces convexes 103’ des têtes de pôles 101’ à l’opposé des bases 102’ pour chaque sous-paquet de tôles respectif de l’empilement, sont positionnés avec un décalage angulaire continu le long de l’empilement suivant un même sens d’inclinaison par rapport à l’axe radial moyen Z du pôle correspondant sur lequel sont alignés les bras 100’. Autrement dit, les sommets des surfaces convexes des têtes de pôle des sous-paquets respectifs sont décalés successivement les uns par rapport aux autres le long de l’empilement d’un angle fixe donné dans ledit même sens d’inclinaison. En outre, la première bordure latérale 103’a des têtes de pôles 101’ du premier sous-paquet de tôles 21 de l’empilement présente une épaisseur maximale, qui varie sensiblement continûment le long de l’empilement des sous-paquets de tôles respectifs vers une épaisseur minimale, correspondant à l’épaisseur de la première bordure latérale des têtes de pôle 101’ du dernier sous-paquet de tôles 29 de l’empilement. Comme indiqué précédemment, les deuxièmes bordures latérales 103’b des têtes de pôles des sous-paquets respectifs varient dans un sens opposé, soient depuis l’épaisseur minimale, pour les deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle du premier sous-paquet 21, jusqu’à l’épaisseur maximale, pour les deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle du dernier sous-paquet 29 de l’empilement.

Les premières et deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle de chaque sous-paquet de tôles respectif de l’empilement s’inscrivent respectivement dans des mêmes plans parallèles à l’axe du rotor le long de l’empilement. Autrement dit, les premières et deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs sont alignées parallèlement entre eux le long de l’empilement, ainsi que les deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle. Pour deux pôles consécutifs du rotor, les deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle de l’un sont disposées en regard des premières bordures latérales des têtes de pôle de l’autre et l’écart entre elles définit l’ouverture d’encoche entre ces deux pôles consécutifs. Aussi, comme il est mieux illustré à la figure 2, l’ouverture d’encoche 110’ entre deux pôles 10’ consécutifs du rotor est constante le long de l’empilement.

Autrement dit, les variantes décrites en référence aux figures 1 et 2 concernent un premier mode de réalisation où le vrillage du rotor est réalisé en gardant l’ouverture d’encoche entre deux pôles consécutifs constante le long de l’empilement des sous-paquets de tôles. L’objectif étant de réduire au maximum le contenu harmonique, on cherche à renforcer le phénomène décrit plus haut, qui consiste à obtenir un flux magnétique qui ne soit pas identique le long de l’ouverture de l’encoche lors des phases de transition lorsqu’une ouverture d’encoche entre deux pôles se trouve en regard d’une dent du stator pendant la rotation du rotor. Aussi, un deuxième mode de réalisation de l’invention prévoit de réaliser le vrillage en réalisant une ouverture d’encoche entre deux pôles consécutifs qui n’est plus constante, mais au contraire qui est irrégulière le long du paquet de tôles, ce qui permet de casser la régularité du passage du champ magnétique lors des phases transition. Les principes de vrillage exposés en référence au premier mode de réalisation sont par ailleurs conservés, à savoir, en particulier, le principe du décalage du sommet de la surface convexe des têtes de pôles des paquets de tôles respectifs le long de l’empilement et le principe de la variation d’épaisseur des premières et deuxièmes bordures latérales des têtes de pôle pour des sous-paquets de tôles adjacents le long de l’empilement.

Selon ce deuxième mode de réalisation, on prévoit que les première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle de deux sous-paquets de tôles adjacents des sous-paquets de tôles respectifs de l’empilement s’étendent respectivement dans des plans parallèles différents.

La vue partielle de la figure 3 illustre ce principe. Dans l’exemple de la figure 3, le vrillage du pôle 10” du rotor 1” est réalisé en deux sous-paquets de tôles 4 et 5. Chaque tôle de l’empilement présente donc une alternance de bras 100” et d’encoches 110”, les bras 100” étant alignés sur un axe radial médian Z du pôle correspondant 10”, qui s’étend dans le plan passant par l’axe X du rotor, comme décrit précédemment, et étant prolongés par une tête de pôle 101”.

Les sommets 103”c des surfaces convexes 103” des têtes de pôles 101” des deux sous-paquets de tôles respectifs 4 et 5 présentent un décalage angulaire A entre eux. Plus précisément, le sommet 103”c des surfaces convexes 103” des têtes de pôle 101” à l’opposé des bases 102” du premier sous-paquet de tôles 4 est disposé en étant décalé d’un angle donné par rapport à l’axe du rotor dans un premier sens, tandis que le sommet 103”c des surfaces convexes 103” des têtes de pôle 101” du deuxième sous-paquet de tôles 5 s’étend en étant décalé du même angle donné par rapport à l’axe du rotor, dans un sens opposé au premier sens.

Conformément au deuxième mode de réalisation, les première bordures latérales 103”a des têtes de pôle 101” du premier sous-paquet de tôles 4 et les premières bordures latérales 103”a des têtes de pôle 101” du deuxième sous-paquet de tôles 5 s’étendent respectivement dans des plans distincts et parallèles entre eux, ces plans présentant un décalage B entre eux selon une direction perpendiculaire au bras 100”. Autrement dit, les premières bordures latérales 103”a des têtes de pôle 101” des premier et deuxième sous-paquets de tôles respectifs 4 et 5 ne sont pas alignées le long de l’empilement. De la même façon, les deuxièmes bordures latérales 103”b des têtes de pôle 101” des premier et deuxième sous-paquets de tôles respectifs 4 et 5 ne sont pas alignées le long de l’empilement. Cette configuration permet d’obtenir une ouverture d’encoche irrégulière entre deux pôles consécutifs du rotor.

Les deux paramètres C et D, permettant de traduire la variation de l’épaisseur des première et deuxième bordures latérales des têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs le long de l’empilement, procurent un degré de liberté supplémentaire, en plus des paramètres A et B, pour l’obtention de transitions moins brutales d’un point de vue magnétique aux frontières latérales des dents du stator lorsque le rotor tourne face au stator.

Comme pour le premier mode de réalisation décrit en référence à la figure 1, le vrillage selon le mode de réalisation de la figure 3, peut être avantageusement réalisé en deux sous-paquets de tôles formés chacun par la même tôle. Autrement dit, une seule géométrie de tôle, présentant une géométrie asymétrique au niveau de la tête de pôle par rapport à l’axe radial médian Z, peut être utilisée pour les mêmes tôles respectives des deux sous- paquets de tôles 4 et 5 de l’empilement et on réalise le vrillage de la même façon qu’exposé en référence à la figure 1.

Les figures 4 et 5 illustrent deux variantes du deuxième mode de réalisation, où le vrillage de chaque pôle 10” est réalisé respectivement en trois sous-paquets de tôles respectifs et cinq sous-paquets de tôles respectifs, dans lesquels les sommets 103”c des surfaces convexes 103” des têtes de pôle 101” pour chaque sous-paquet de tôles respectif sont décalés angulairement suivant un angle fixe donné le long de l’empilement par rapport à l’axe du rotor, alternativement dans un sens et dans l’autre par rapport à l’axe radial médian Z du pôle correspondant. Cela permet d’obtenir différents configurations d’ouverture d’encoche irrégulière entre deux pôles successifs du rotor.

La figure 6 montre un exemple d’une machine électrique tournante équipée d’un rotor 1” selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, entouré par un stator 30 avec un entrefer entre le stator et le rotor.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1. Rotor (1, T, 1”) bobiné à pôles saillants vrillés (10, 10’, 10”) comprenant un corps principal en matériau magnétique constitué d’un paquet de tôles empilées parallèlement à l’axe de rotation (X) du rotor en sous-paquets (2, 3, 4, 5, 21-29) formés d’au moins une même tôle, chaque tôle de l’empilement présentant une alternance de bras (100, 100’, 100”) et d’encoches (110, 110’, 110”) agencés radialement entre une partie centrale et une partie circonférentielle du rotor, de manière à définir une pluralité de pôles alternés, formés à partir d’une pluralité de bobines d’excitation enroulées autour des bras respectifs entre deux encoches consécutives, chaque bras étant sensiblement aligné sur un axe radial médian (Z) d’un pôle correspondant et étant prolongé d’une tête de pôle (101, 10T, 101”) s’étendant orthoradialement en saillie de part et d’autre du bras radial, ladite tête de pôle comportant une base (102, 102’, 102”) reliée audit bras et une périphérie externe présentant une surface convexe (103, 103’, 103”) dont les extrémités respectives opposées sont reliées à ladite base par une première et une deuxième bordure latérale (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b), lesdites surfaces convexes desdites têtes de pôle des sous-paquets de tôles respectifs étant décalées angulairement les unes par rapport aux autres le long de l’empilement, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième bordures latérales des têtes de pôles présentent une épaisseur (C, D) variable pour des sous-paquets de tôles adjacents le long de l’empilement.
2. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième bordures latérales (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b) des têtes de pôle (101, 10T, 101”) présentent des épaisseurs respectives différentes.
3. 3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les épaisseurs respectives desdites première et deuxième bordures latérales (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b) des têtes de pôle (101, 101’, 101”) varient dans des sens opposés.
4. 4. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que les épaisseurs respectives desdites première et deuxième bordures latérales (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b) des têtes de pôle (101, 101’, 101”) varient d’une épaisseur maximale, respectivement minimale, vers une épaisseur minimale, respectivement maximale, le long de l’empilement.
5. 5. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième bordures latérales (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b) des têtes de pôle (101, 101’, 101”) de chaque sous-paquet de tôles respectif s’étendent respectivement dans des mêmes plans le long de l’empilement.
6. 6. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième bordures latérales (103a, 103b, 103’a, 103’b, 103”a, 103”b) des têtes de pôle (101, 101 ’, 101 ”) de deux sous-paquets de tôles adjacents s’étendent respectivement dans des plans parallèles différents.
7. 7. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les sommets (103c, 103’c, 103”c) des surfaces convexes (103, 103’, 103”) des têtes de pôle (101, 101’, 101”) pour chaque sous-paquet de tôles respectif sont décalés angulairement le long de l’empilement par rapport à l’axe (X) du rotor, dans un même sens par rapport à l’axe radial médian du pôle correspondant, suivant un angle fixe donné.
8. 8. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les sommets (103c, 103’c, 103”c) des surfaces convexes (103, 103’, 103”) des têtes de pôle (101, 101’, 101”) pour chaque sous-paquet de tôles respectif sont décalés angulairement le long de l’empilement par rapport à l’axe du rotor, alternativement dans un sens et dans l’autre par rapport à l’axe radial médian (Z) du pôle correspondant, suivant un angle fixe donné.
9. 9. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’axe radial médian (Z) de chaque pôle respectif s’étend dans un plan qui passe par l’axe (X) du rotor.
10. 10. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite base (102, 102’, 102”) présente une surface plane opposée à ladite surface convexe, orientée sensiblement à 90° par rapport au bras du pôle.
11. 11. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l’ensemble des tôles constituant l’empilement de tôles est réalisé sous une seule géométrie, les sous-paquets de tôle respectifs étant alternativement retournés de 180° autour de l’axe radial médian du pôle correspondant le long de l’empilement.
12. 12. Machine synchrone à rotor bobiné à pôles saillants, comprenant un rotor (1, 1’, 1”) selon l’une quelconque des revendications précédentes et un stator (30) entourant ledit rotor avec un entrefer entre le stator et le rotor.