FR3074375A1 - CYLINDRICAL ROTOR WITH A RADIAL FIELD, AND ELECTRIC AND / OR MAGNETIC MACHINE COMPRISING SUCH A ROTOR - Google Patents
CYLINDRICAL ROTOR WITH A RADIAL FIELD, AND ELECTRIC AND / OR MAGNETIC MACHINE COMPRISING SUCH A ROTOR Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un rotor (200) cylindrique à champ radial, prévu pour être disposé dans un stator, comprenant au moins deux logements (206), dits longitudinaux prévus pour recevoir au moins un aimant (208), et se prolongeant dans la direction axiale (102) dudit rotor (200), chaque logement longitudinal étant non-débouchant à la surface extérieure (104) dans la direction radiale ; caractérisé en ce que au moins un, en particulier chaque, logement longitudinal (206) est séparé d'un logement longitudinal adjacent (206) par une paroi (210), dite jante, présentant une épaisseur : - supérieure ou égale à 0,1mm ; et - inférieure ou égale à 25% du diamètre extérieur dudit rotor (200). Elle concerne également une machine électrique et/ou magnétique mettant en œuvre un tel rotor.The invention relates to a cylindrical rotor (200) with a radial field, intended to be arranged in a stator, comprising at least two longitudinal housing (206) designed to receive at least one magnet (208) and extending in the direction axial (102) of said rotor (200), each longitudinal housing being non-opening to the outer surface (104) in the radial direction; characterized in that at least one, in particular each longitudinal housing (206) is separated from an adjacent longitudinal housing (206) by a wall (210), said rim, having a thickness: - greater than or equal to 0.1mm ; and less than or equal to 25% of the outer diameter of said rotor (200). It also relates to an electrical and / or magnetic machine implementing such a rotor.
Description
« Rotor cylindrique à champ radial, et machine électrique et/ou magnétique comprenant un tel rotor »"Cylindrical rotor with radial field, and electric and / or magnetic machine comprising such a rotor"
La présente invention concerne un rotor cylindrique à champ radial prévu pour être utilisé à l'intérieur d'un stator. Elle concerne aussi une machine électrique et/ou magnétique comprenant un tel rotor, telle que par exemple un moteur électrique, un générateur électrique ou un réducteur magnétique.The present invention relates to a cylindrical rotor with a radial field intended to be used inside a stator. It also relates to an electric and / or magnetic machine comprising such a rotor, such as for example an electric motor, an electric generator or a magnetic reducer.
Le domaine de l'invention est le domaine des machines électriques et/ou magnétiques comprenant un rotor disposé à l'intérieur d'un stator, en particulier le domaine des machines électriques à haute vitesse comprenant un rotor disposé à l'intérieur d'un stator, tels que les moteurs électriques, les générateurs électriques, les réducteurs magnétiques.The field of the invention is the field of electrical and / or magnetic machines comprising a rotor arranged inside a stator, in particular the field of high speed electrical machines comprising a rotor arranged inside a stator, such as electric motors, electric generators, magnetic reducers.
Etat de la techniqueState of the art
Un moteur électrique est un dispositif transformant l'énergie électrique en énergie mécanique, en particulier en mouvement rotatif. Un moteur électrique est muni d'un rotor en rotation par rapport à un stator. Un générateur électrique présente la même architecture et transforme un mouvement mécanique en un signal électrique. Un réducteur magnétique a pour fonction de réaliser une réduction, ou une multiplication, de vitesse et comprend un stator disposé autour d'un rotor interne, lui-même disposé dans un rotor externe.An electric motor is a device transforming electrical energy into mechanical energy, in particular in rotary motion. An electric motor is provided with a rotor in rotation relative to a stator. An electrical generator has the same architecture and transforms a mechanical movement into an electrical signal. A magnetic reducer has the function of achieving a reduction, or a multiplication, of speed and comprises a stator disposed around an internal rotor, itself disposed in an external rotor.
Dans un moteur, le rotor est généralement positionné à l'intérieur du stator. Le rotor est muni d'un ou plusieurs aimants, et le stator est muni d'un ou plusieurs conducteurs. Le système polyphasé de courants alimentant les conducteurs crée un champ magnétique tournant qui met en rotation les aimants équipant le rotor, et donc le rotor.In an engine, the rotor is generally positioned inside the stator. The rotor is provided with one or more magnets, and the stator is provided with one or more conductors. The polyphase current system supplying the conductors creates a rotating magnetic field which rotates the magnets fitted to the rotor, and therefore the rotor.
Cependant, à haute vitesse de rotation, les moteurs électriques souffrent de pertes magnétiques au rotor qui diminuent le rendement du moteur et provoquent un échauffement dans le moteur qui peut induire une baisse d'induction et une désaimantation des aimants du rotor. PourHowever, at high speed, the electric motors suffer from magnetic losses to the rotor which reduce the efficiency of the motor and cause overheating in the motor which can induce a drop in induction and demagnetization of the magnets of the rotor. For
- 2 diminuer les pertes magnétiques au rotor, surtout à très haute vitesse, il est proposé d'utiliser un bobinage réparti. Cependant, un tel bobinage augmente la longueur du conducteur non utile (dans les têtes de bobines ou chignons), accroît l'encombrement longitudinal du moteur, et provoque des points chauds dans des zones de chevauchement des bobines qui sont moins bien refroidies.- 2 reduce the magnetic losses to the rotor, especially at very high speed, it is proposed to use a distributed winding. However, such a winding increases the length of the non-useful conductor (in the coil heads or chignon), increases the longitudinal dimensions of the motor, and causes hot spots in overlapping zones of the coils which are less well cooled.
Les moteurs électriques souffrent également des contraintes mécaniques au niveau des parties tournantes liées aux forces centrifuges, ce qui aboutit à une dégradation des aimants, surtout à très hautes vitesses (de quelques 10 000 tours/minute à quelques 100 000 tours/minute). Pour augmenter la tenue mécanique, il est parfois proposé d'utiliser un aimant central sur lequel est rapportée une frette, faisant également office d'arbre de transmission. Cette solution améliore la tenue mécanique mais n'apporte aucune solution aux pertes magnétiques dans le rotor.Electric motors also suffer from mechanical stresses at the rotating parts linked to centrifugal forces, which leads to degradation of the magnets, especially at very high speeds (from around 10,000 rpm to around 100,000 rpm). To increase the mechanical strength, it is sometimes proposed to use a central magnet on which a hoop is attached, also acting as a transmission shaft. This solution improves the mechanical strength but does not provide any solution to the magnetic losses in the rotor.
Ces inconvénients se retrouvent également dans les générateurs électriques et dans les réducteurs magnétiques.These drawbacks are also found in electric generators and in magnetic reducers.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.An object of the present invention is to remedy these drawbacks.
Un but de l'invention est de proposer un rotor permettant de concevoir une machine électrique et/ou magnétique, de tenue mécanique et de rendement améliorés.An object of the invention is to propose a rotor making it possible to design an electrical and / or magnetic machine, with improved mechanical strength and efficiency.
Un autre but de l'invention est de proposer un rotor présentant une meilleure tenue mécanique tout en présentant moins de pertes magnétiques, et en particulier moins de pertes magnétiques rotoriques.Another object of the invention is to provide a rotor having better mechanical strength while having less magnetic loss, and in particular less rotor magnetic loss.
Exposé de l'inventionStatement of the invention
L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un rotor cylindrique à champ radial, prévu pour être disposé dans un stator, comprenant au moins deux logements, dits longitudinaux prévus pour recevoir au moins un aimant, et se prolongeant dans la direction axiale dudit rotor, chaque logement longitudinal étant non-débouchant à la surface extérieure (104) dans la direction radiale ;The invention makes it possible to achieve at least one of these aims by a cylindrical rotor with a radial field, intended to be placed in a stator, comprising at least two, so-called longitudinal, housings intended to receive at least one magnet, and extending in the axial direction of said rotor, each longitudinal housing being non-opening to the outer surface (104) in the radial direction;
- 3 caractérisé en ce que au moins un, en particulier chaque, logement longitudinal est séparé d'un logement adjacent par une paroi, dite jante, présentant une épaisseur :- 3 characterized in that at least one, in particular each, longitudinal housing is separated from an adjacent housing by a wall, called a rim, having a thickness:
- supérieure ou égale à 0,1mm ; et- greater than or equal to 0.1mm; and
- inférieure ou égale à 25% du diamètre extérieur dudit rotor.- less than or equal to 25% of the outside diameter of said rotor.
Autrement dit, le rotor selon l'invention comprend au moins deux logements longitudinaux, qui ne débouchent pas sur la surface extérieure du rotor dans la direction radiale, et distribués dans la direction orthoradiale. De plus, le ou les logements sont séparés d'un logement adjacent par une jante d'épaisseur limitée au maximum à 25% du diamètre du rotor.In other words, the rotor according to the invention comprises at least two longitudinal housings, which do not open onto the external surface of the rotor in the radial direction, and distributed in the orthoradial direction. In addition, the housing (s) are separated from an adjacent housing by a rim with a thickness limited to a maximum of 25% of the diameter of the rotor.
Ainsi, comme le rotor selon l'invention comprend au moins deux logements pour recevoir un ou des aimants, en particulier distribués dans la direction orthoradiale, le ou les aimants disposé(s) dans ces logements est(sont) également, au moins en partie, distribué(s) dans la direction orthoradiale. Par conséquent, comme les aimants du rotor selon l'invention sont segmentés, les pertes magnétiques sont diminuées par rapport à une architecture utilisant une frette rapportée sur un unique aimant central. En définitive, le rendement d'un moteur, respectivement d'un générateur ou d'un réducteur magnétique, comprenant un tel rotor se voit amélioré.Thus, as the rotor according to the invention comprises at least two housings to receive one or more magnets, in particular distributed in the orthoradial direction, the magnet or magnets placed in these housings is (are) also, at least in part , distributed in the orthoradial direction. Consequently, since the rotor magnets according to the invention are segmented, the magnetic losses are reduced compared with an architecture using a hoop attached to a single central magnet. Ultimately, the efficiency of an engine, respectively of a generator or of a magnetic reducer, comprising such a rotor is improved.
Par ailleurs, une épaisseur de jante inférieure ou égale à 25% du diamètre extérieur du rotor permet d'augmenter, voire de maximiser, le volume d'aimant dans le rotor, ce qui augmente les performances du rotor et donc son rendement.Furthermore, a rim thickness less than or equal to 25% of the external diameter of the rotor makes it possible to increase, or even to maximize, the volume of magnet in the rotor, which increases the performance of the rotor and therefore its efficiency.
De plus, le ou les aimants peuvent être disposés dans l'épaisseur du rotor et peuvent être maintenus dans l'épaisseur dudit rotor, et ce sur toute la longueur du rotor du fait que les logements longitudinaux sont nondébouchants sur la surface extérieure du rotor. Les aimants sont alors moins exposés à une dégradation due aux forces centrifuges créées par la rotation du rotor car ils sont moins soumis aux contraintes de traction. La tenue mécanique du rotor, et par conséquent d'un moteur, respectivement d'un générateur ou d'un réducteur magnétique, comprenant un tel rotor, est améliorée.In addition, the magnet or magnets can be arranged in the thickness of the rotor and can be maintained in the thickness of said rotor, and this over the entire length of the rotor because the longitudinal housings are non-overlapping on the outer surface of the rotor. The magnets are then less exposed to degradation due to the centrifugal forces created by the rotation of the rotor because they are less subject to tensile stresses. The mechanical strength of the rotor, and consequently of a motor, respectively of a generator or of a magnetic reducer, comprising such a rotor, is improved.
- 4 Ces avantages sont exacerbés lorsque le rotor est utilisé dans un moteur, respectivement dans un générateur ou un réducteur magnétique, à très haute vitesse, c'est-à-dire à une vitesse supérieure ou égale à 10 000 tours/minute, voire 100 000 tours/minute.- 4 These advantages are exacerbated when the rotor is used in a motor, respectively in a generator or a magnetic reducer, at very high speed, that is to say at a speed greater than or equal to 10 000 rpm, or even 100,000 revolutions / minute.
Dans la suite, la description se réfère à un moteur pour éviter des lourdeurs rédactionnelles. Il est bien entendu que, l'invention n'est pas limitée à un moteur électrique et peut être appliquée à un générateur ou à un réducteur magnétique.In the following, the description refers to an engine to avoid red tape. It is understood that the invention is not limited to an electric motor and can be applied to a generator or a magnetic reducer.
Suivant un mode de réalisation, le nombre de logements longitudinaux du rotor selon l'invention peut être égal à quatre.According to one embodiment, the number of longitudinal housings of the rotor according to the invention can be equal to four.
Préférentiellement, l'épaisseur de la jante peut être inférieure ou égale à 20% du diamètre extérieur du rotor.Preferably, the thickness of the rim can be less than or equal to 20% of the outside diameter of the rotor.
Cela permet d'améliorer les effets avantageux décrit plus haut.This improves the advantageous effects described above.
Encore plus préférentiellement, l'épaisseur de la jante peut être inférieure ou égale à 15% du diamètre extérieur du rotor.Even more preferably, the thickness of the rim can be less than or equal to 15% of the outside diameter of the rotor.
Le rotor selon l'invention peut en outre comprendre une frette disposée atour dudit rotor.The rotor according to the invention can also comprise a hoop arranged around said rotor.
Suivant une caractéristique avantageuse, le rotor selon l'invention peut comprendre une frette d'épaisseur variable au niveau d'au moins un, en particulier chaque, logement longitudinal.According to an advantageous characteristic, the rotor according to the invention can comprise a hoop of variable thickness at the level of at least one, in particular each, longitudinal housing.
Autrement dit, la frette peut présenter une épaisseur variable le long de la périphérie dudit logement longitudinal se trouvant entre les jantes délimitant ledit logement.In other words, the hoop can have a variable thickness along the periphery of said longitudinal housing lying between the rims delimiting said housing.
Ainsi, il est possible de mieux répartir les contraintes mécaniques tout en conservant un rendement élevé et des pertes magnétiques diminuées.Thus, it is possible to better distribute the mechanical stresses while retaining a high efficiency and reduced magnetic losses.
Suivant un mode de réalisation particulier, pour au moins un, en particulier chaque, logement longitudinal, l'épaisseur de la frette peutAccording to a particular embodiment, for at least one, in particular each, longitudinal housing, the thickness of the hoop can
- 5 augmenter en s'éloignant d'une partie centrale de la périphérie dudit logement, vers les jantes délimitant ledit logement longitudinal.- 5 increase by moving away from a central part of the periphery of said housing, towards the rims delimiting said longitudinal housing.
En particulier, l'épaisseur de la frette est plus grande au niveau de la jonction de ladite frette avec les jantes.In particular, the thickness of the hoop is greater at the junction of said hoop with the rims.
Cette variation d'épaisseur permet de réaliser une répartition optimisée des contraintes mécaniques dans la partie annulaire de la frette.This variation in thickness makes it possible to achieve an optimized distribution of the mechanical stresses in the annular part of the hoop.
La frette peut être réalisée en matériau plein non-magnétique.The hoop can be made of non-magnetic solid material.
Dans ce cas, il est possible d'utiliser des matériaux qui présentent une meilleure tenue mécanique, et qui sont mécaniquement plus performants, pour réaliser ladite frette.In this case, it is possible to use materials which have better mechanical strength, and which are mechanically more efficient, for producing said hoop.
Alternativement, la frette peut être réalisée en matériau plein magnétique.Alternatively, the hoop can be made of solid magnetic material.
Ainsi, il est possible de réduire l'entrefer radial vu par les aimants pour rejoindre le circuit magnétique du stator.Thus, it is possible to reduce the radial air gap seen by the magnets to join the magnetic circuit of the stator.
Lorsque la frette est en matériau plein, elle peut être réalisée par usinage d'une pièce monobloc.When the hoop is made of solid material, it can be produced by machining a single piece.
En particulier, le rotor selon l'invention peut être réalisé par usinage d'une pièce monobloc dans le sens axial. Autrement dit, dans le sens axial, le rotor est formé par une unique pièce monobloc.In particular, the rotor according to the invention can be produced by machining a single piece in the axial direction. In other words, in the axial direction, the rotor is formed by a single piece.
Au moins un logement peut être formé par fraisage de ladite pièce monobloc dans la direction axiale.At least one housing can be formed by milling said one piece in the axial direction.
Alternativement au moins un logement peut être formé par découpe au fil par électroérosion, qui offre de bonnes précisions.Alternatively at least one housing can be formed by wire cutting by electroerosion, which offers good precision.
Le rotor selon l'invention peut être réalisé en métal.The rotor according to the invention can be made of metal.
Alternativement, la frette peut être réalisée en matériau feuilleté.Alternatively, the hoop can be made of laminated material.
Alternativement, la frette peut être réalisée en un matériau composite, tel que par exemple en un matériau composite de fibre de verre et d'epoxy, ou de fibre de carbone et d'epoxy.Alternatively, the hoop can be made of a composite material, such as for example a composite material of glass fiber and epoxy, or of carbon fiber and epoxy.
- 6 Le rotor selon l'invention peut en outre comprendre au moins un aimant disposé dans chaque logement longitudinal.- 6 The rotor according to the invention may further comprise at least one magnet disposed in each longitudinal housing.
En particulier, le rotor comprend autant d'aimants que de logements, ce qui améliore la tenue mécanique tout en diminuant les pertes dans les aimants.In particular, the rotor comprises as many magnets as there are housings, which improves the mechanical strength while reducing the losses in the magnets.
Suivant un exemple de réalisation, pour au moins un logement, l'aimant disposé dans ledit logement, peut être formé par un empilement d'aimants dans la direction axiale dudit rotor.According to an exemplary embodiment, for at least one housing, the magnet disposed in said housing, can be formed by a stack of magnets in the axial direction of said rotor.
Un tel empilement permet de réduire encore plus les pertes magnétiques induites en leur sein.Such a stack makes it possible to further reduce the magnetic losses induced within them.
Alternativement, pour au moins un logement, l'aimant disposé dans ledit logement peut être un aimant monobloc.Alternatively, for at least one housing, the magnet disposed in said housing can be a monobloc magnet.
Quel que soit le mode de réalisation, les logements longitudinaux peuvent comprendre des aimants aimantés dans le même sens pour tous les logements.Whatever the embodiment, the longitudinal housings can include magnets magnetized in the same direction for all the housings.
Ainsi, il est possible de faire deux pôles avec un ou plusieurs aimants en aimantant le rotor une seule fois après que les aimants sont insérés dans les logements de la frette.Thus, it is possible to make two poles with one or more magnets by magnetizing the rotor only once after the magnets are inserted in the housings of the hoop.
Alternativement, les logements longitudinaux peuvent comprendre des aimants aimantés en sens opposé, alternativement.Alternatively, the longitudinal housings can comprise magnets magnetized in opposite directions, alternately.
Ainsi, il est possible de faire plus que deux pôles en insérant des aimants déjà aimantés dans les logements de la frette.Thus, it is possible to make more than two poles by inserting magnets already magnetized in the housings of the hoop.
Avantageusement, le rotor selon l'invention peut comprendre, au niveau d'au moins une de ses extrémités, un connecteur mécanique mâle, respectivement un connecteur mécanique femelle, pour le connecter à un arbre de transmission.Advantageously, the rotor according to the invention may comprise, at at least one of its ends, a male mechanical connector, respectively a female mechanical connector, for connecting it to a transmission shaft.
Au moins un connecteur mâle, respectivement au moins un connecteur femelle, peut être prévu sur le rotor.At least one male connector, respectively at least one female connector, can be provided on the rotor.
- 7 Alternativement, lorsque le rotor comporte une frette, au moins un connecteur mécanique mâle, respectivement au moins un connecteur mécanique femelle, peut être prévu sur la frette.- 7 Alternatively, when the rotor includes a hoop, at least one male mechanical connector, respectively at least one female mechanical connector, can be provided on the hoop.
Au moins un connecteur mâle, respectivement au moins un connecteur femelle, peut comprendre, ou consister en, une partie mâle, respectivement en un logement femelle, prévu(e) au niveau d'une extrémité du rotor, respectivement de la frette.At least one male connector, respectively at least one female connector, may comprise, or consist of, a male part, respectively in a female housing, provided at an end of the rotor, respectively of the hoop.
La connexion de l'arbre de transmission à un connecteur peut être réalisée par vissage, serrage ou soudage.The connection of the drive shaft to a connector can be carried out by screwing, tightening or welding.
Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé une machine électrique et/ou magnétique comprenant un rotor selon l'invention, en particulier un rotor disposé dans un stator.According to another aspect of the present invention, there is provided an electric and / or magnetic machine comprising a rotor according to the invention, in particular a rotor disposed in a stator.
Suivant des exemples de réalisation non limitatifs, une telle machine peut être :According to nonlimiting exemplary embodiments, such a machine can be:
- un moteur électrique, ou- an electric motor, or
- un générateur électrique, ou- an electric generator, or
- un réducteur magnétique.- a magnetic reducer.
Description des figures et modes de réalisationDescription of the figures and embodiments
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquelsOther advantages and characteristics will appear on examining the detailed description of an embodiment which is in no way limitative, and the appended drawings in which
- la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un rotor selon l'invention ; et- FIGURE 1 is a schematic representation of a first embodiment of a rotor according to the invention; and
- les FIGURES 2a-2c sont des représentations schématiques d'un deuxième exemple de réalisation d'un rotor selon l'invention.- FIGURES 2a-2c are schematic representations of a second embodiment of a rotor according to the invention.
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection deIt is understood that the embodiments which will be described below are in no way limiting. We can in particular imagine variants of the invention comprising only a selection of
- 8 caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.- 8 characteristics described hereinafter isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art. This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, or with only a part of the structural details if this part is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures keep the same reference.
La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation d'un rotor selon l'invention, suivant une vue de face.FIGURE 1 is a schematic representation of a first embodiment of a rotor according to the invention, in a front view.
Le rotor 100, représenté sur la FIGURE 1, se présente sous la forme d'un cylindre comprenant un axe de rotation 102 et une surface extérieure 104.The rotor 100, shown in FIGURE 1, is in the form of a cylinder comprising an axis of rotation 102 and an outer surface 104.
Le rotor 100 comprend deux logements 106i et 1062 longitudinaux, se prolongeant sur la majorité, ou la totalité, de la longueur du rotor 100, suivant la direction axiale. Les logements 106i-1062 sont en particulier distribués suivant la direction orthoradiale du rotor 100 suivant un pas angulaire de 180°.The rotor 100 comprises two longitudinal housings 106i and 106 2 , extending over the majority, or all, of the length of the rotor 100, in the axial direction. The housings 106i-106 2 are in particular distributed in the orthoradial direction of the rotor 100 at an angular pitch of 180 °.
Chaque logement 106 est entièrement confiné dans l'épaisseur du rotor 100, et ne débouche pas sur la surface extérieure 104 du rotor 100.Each housing 106 is entirely confined in the thickness of the rotor 100, and does not open onto the outer surface 104 of the rotor 100.
Un aimant, respectivement 108i-1082, est disposé dans chaque logement, respectivement 106i-1062.A magnet, respectively 108i-108 2 , is disposed in each housing, respectively 106i-106 2 .
Les logements 106i-1062 ne communiquent pas entre-eux et sont séparés par une unique paroi 110, également appelée jante. Les logements 106i-1062 présentent une section identique. Les logements 106i-1062 sont symétriques par rapport à un axe de symétrie centrale.The housings 106i-106 2 do not communicate with each other and are separated by a single wall 110, also called a rim. The housings 106i-106 2 have an identical section. The housings 106i-106 2 are symmetrical with respect to an axis of central symmetry.
La jante 110 présente une épaisseur supérieure à 0,1mm et inférieure à 15% du diamètre extérieur du rotor.The rim 110 has a thickness greater than 0.1mm and less than 15% of the outside diameter of the rotor.
- 9 A titre d'exemple non limitatif, le rotor 100 présente un diamètre de 37mm et la jante 110 présente une épaisseur de 1mm, ce qui correspond à 2.7% du diamètre extérieur du rotor 100.- 9 By way of nonlimiting example, the rotor 100 has a diameter of 37mm and the rim 110 has a thickness of 1mm, which corresponds to 2.7% of the outside diameter of the rotor 100.
De plus, le rotor comprend une frette 112.In addition, the rotor includes a hoop 112.
Chaque logement longitudinal 106 présente une forme/section telle que l'épaisseur de la frette 112 est variable le long de la périphérie de chaque logement 106.Each longitudinal housing 106 has a shape / section such that the thickness of the hoop 112 is variable along the periphery of each housing 106.
En particulier, au niveau de chaque logement 106, l'épaisseur de la frette 112 est variable entre les deux extrémités de la jante 110.In particular, at each housing 106, the thickness of the hoop 112 is variable between the two ends of the rim 110.
En particulier, dans l'exemple de représenté sur la FIGURE 1, l'épaisseur de la frette 112 est importante au niveau d'une des extrémités de la jante 110, puis diminue pour atteindre un minimum, puis augmente pour atteindre un maximum au niveau d'une zone centrale de la périphérie du logement 106. Ensuite, l'épaisseur de la frette 112 diminue à nouveau pour atteindre un minimum, puis augmente a nouveau pour atteindre un maximum au niveau de la jonction avec l'autre extrémité de la jante 110.In particular, in the example shown in FIGURE 1, the thickness of the hoop 112 is important at one of the ends of the rim 110, then decreases to reach a minimum, then increases to reach a maximum at the level of a central zone of the periphery of the housing 106. Next, the thickness of the hoop 112 decreases again to reach a minimum, then increases again to reach a maximum at the junction with the other end of the rim 110.
Les FIGURES 2a-2c sont des représentations schématiques d'un deuxième exemple de réalisation d'un rotor selon l'invention.FIGURES 2a-2c are schematic representations of a second embodiment of a rotor according to the invention.
La FIGURE 2a est une représentation du rotor suivant une vue de face et la FIGURE 2b est une représentation du rotor suivant une vue isométrique. La FIGURE 2c est une représentation du rotor des FIGURE 2a et 2b avec un arbre de transmission.FIGURE 2a is a representation of the rotor in a front view and FIGURE 2b is a representation of the rotor in an isometric view. FIGURE 2c is a representation of the rotor of FIGURE 2a and 2b with a drive shaft.
Le rotor 200, représenté sur les FIGURES 2a-2c, se présente sous la forme d'un cylindre comprenant un axe de rotation 102 et une surface extérieure 104.The rotor 200, shown in FIGURES 2a-2c, is in the form of a cylinder comprising an axis of rotation 102 and an outer surface 104.
Le rotor 200 de la FIGURE 2 comprend quatre logements 206i-2064 longitudinaux, se prolongeant sensiblement sur toute la longueur du rotor 200, suivant la direction axiale définie par l'axe 102. Les logements 206i2064 sont en particulier distribués suivant la direction orthoradiale du rotor 200, selon un pas angulaire de 90°.The rotor 200 of FIGURE 2 comprises four longitudinal housings 206i-206 4 , extending substantially over the entire length of the rotor 200, in the axial direction defined by the axis 102. The housings 206i206 4 are in particular distributed in the orthoradial direction of the rotor 200, at an angular pitch of 90 °.
- 10 Chaque logement 206 est entièrement confiné dans l'épaisseur du rotor 200 et ne débouche pas sur la surface extérieure 104 du rotor 200.Each housing 206 is entirely confined in the thickness of the rotor 200 and does not open onto the external surface 104 of the rotor 200.
Un aimant indépendant et séparé, respectivement 208i-2084, est disposé dans chaque logement, respectivement 206i-2064. Chaque aimant 208 présente une section sensiblement identique à la section du logement dans lequel il est inséré.An independent and separate magnet, respectively 208i-208 4 , is disposed in each housing, respectively 206i-206 4 . Each magnet 208 has a section substantially identical to the section of the housing in which it is inserted.
Les logements 206i-2064 présentent une section identique, et sont positionnés de manière symétrique par rapport à un axe de symétrie confondu avec l'axe de rotation 102 du rotor 300.The housings 206i-206 4 have an identical section, and are positioned symmetrically with respect to an axis of symmetry coincident with the axis of rotation 102 of the rotor 300.
Les logements 206i-2064 ne communiquent pas entre eux et sont séparés les uns des autres par des jantes 210i-2104. En particulier :The housings 206i-206 4 do not communicate with each other and are separated from each other by rims 210i-210 4 . In particular :
- les logements 206i et 2062 sont séparés par la jante 210i;- The housings 206i and 206 2 are separated by the rim 210i;
- les logements 2062 et 2063 sont séparés par la jante 2102;- The housings 206 2 and 206 3 are separated by the rim 210 2 ;
- les logements 2063 et 2064 sont séparés par la jante 2103;- The housings 206 3 and 206 4 are separated by the rim 210 3 ;
- les logements 2064 et 206i sont séparés par la jante 2104;- The housings 206 4 and 206i are separated by the rim 210 4 ;
Chaque jante 210 présente une épaisseur supérieure à 0,1mm et inférieure à 15% du diamètre extérieur du rotor.Each rim 210 has a thickness greater than 0.1mm and less than 15% of the outside diameter of the rotor.
A titre d'exemple non limitatif, le rotor 200 présente un diamètre de 37mm et chaque jante 210 présente une épaisseur de 0,5mm, ce qui correspond à 1.35% du diamètre extérieur du rotor 200.By way of nonlimiting example, the rotor 200 has a diameter of 37mm and each rim 210 has a thickness of 0.5mm, which corresponds to 1.35% of the outside diameter of the rotor 200.
En particulier, toutes les jantes 210 présentent une épaisseur identique.In particular, all the rims 210 have an identical thickness.
Alternativement, les jantes 210 peuvent présenter des épaisseurs différentes.Alternatively, the rims 210 may have different thicknesses.
De plus, le rotor 200 comprend une frette 212.In addition, the rotor 200 includes a hoop 212.
Chaque logement longitudinal 206 présente une section de forme telle que l'épaisseur de la frette 212, le long de la périphérie de chaque logement 206 est variable.Each longitudinal housing 206 has a section of shape such that the thickness of the hoop 212, along the periphery of each housing 206 is variable.
- 11 En particulier, dans le rotor 200, au niveau de chaque logement 206, l'épaisseur de la frette 212 est variable entre les jantes 210 délimitant ledit logement.- 11 In particular, in the rotor 200, at each housing 206, the thickness of the hoop 212 is variable between the rims 210 delimiting said housing.
Par exemple, pour le logement 2062, l'épaisseur de la frette 212 à une valeur maximale au niveau de la jante 210i qui sépare le logement 2062 du logement 206i. Puis, le long de la périphérie du logement 2062, en allant vers la jante 2102, l'épaisseur de la frette 212 diminue pour atteindre un minimum au niveau d'une zone centrale de la périphérie dudit logement 2062, c'est-à-dire au niveau d'une zone de la périphérie dudit logement 2062 équidistante des jantes 210i et 2102 délimitant ledit logement 2062. Ensuite, l'épaisseur de la frette 212 augmente à nouveau pour atteindre son épaisseur maximale au niveau de la jante 2102.For example, for the housing 206 2 , the thickness of the hoop 212 at a maximum value at the rim 210i which separates the housing 206 2 from the housing 206i. Then, along the periphery of the housing 206 2 , going towards the rim 210 2 , the thickness of the hoop 212 decreases to reach a minimum at a central zone of the periphery of said housing 2062, that is to say that is to say at the level of a zone of the periphery of said housing 206 2 equidistant from the rims 210i and 210 2 delimiting said housing 206 2 . Then, the thickness of the hoop 212 increases again to reach its maximum thickness at the rim 210 2 .
L'épaisseur de la frette 212 évolue de manière identique et présente les mêmes valeurs pour chacun des autres logements 206i, 2063 et 2064.The thickness of the hoop 212 changes identically and has the same values for each of the other housings 206i, 206 3 and 206 4 .
Tel que visible sur la FIGURE 2b, le rotor 200 comporte en outre un logement femelle 214, au niveau de chacune de ses extrémités pour recevoir un arbre de transmission et connecter ledit arbre de transmission audit rotor 200 par serrage, soudage ou par vissage. Sur la FIGURE 2b, seul un logement femelle d'une des extrémités du rotor 200 est visible.As shown in FIGURE 2b, the rotor 200 further includes a female housing 214, at each of its ends for receiving a drive shaft and connecting said drive shaft to said rotor 200 by tightening, welding or screwing. In FIGURE 2b, only a female housing of one of the ends of the rotor 200 is visible.
La FIGURE 2c, représente le rotor 200 muni d'un arbre de rotation 216 au niveau de chacune de ses extrémités. Alternativement, seule une seule des extrémités du rotor peut être connectée à un arbre de transmission, l'autre extrémité étant libre.FIGURE 2c shows the rotor 200 provided with a rotation shaft 216 at each of its ends. Alternatively, only one of the ends of the rotor can be connected to a drive shaft, the other end being free.
Chacun des rotors 100 ou 200 peut être réalisé par usinage d'une pièce monobloc en utilisant un matériau plein magnétique ou non. Alternativement, chaque rotor 100 ou 200 peut être réalisé en utilisant un matériau feuilleté.Each of the rotors 100 or 200 can be produced by machining a single piece using a solid material, magnetic or not. Alternatively, each rotor 100 or 200 can be produced using a laminated material.
Chaque aimant utilisé peut être un aimant réalisé en une seule pièce ou par empilement d'aimants dans le sens axial.Each magnet used can be a magnet made in one piece or by stacking magnets in the axial direction.
- 12 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés cidessus. Par exemple, le nombre de logements longitudinaux du rotor, leur disposition, leur section peut différer de ce qui est décrit en référence aux FIGURES.- 12 Of course, the invention is not limited to the examples detailed above. For example, the number of longitudinal housings of the rotor, their arrangement, their section may differ from what is described with reference to the FIGURES.
Suivant une définition générale, le rotor selon l'invention peut comprendre N logements longitudinaux confinés dans l'épaisseur du rotor, avec N un entier supérieur ou égal à 2.According to a general definition, the rotor according to the invention can comprise N longitudinal housings confined in the thickness of the rotor, with N an integer greater than or equal to 2.
Le rotor selon l'invention permet de diminuer les pertes magnétiques, et de concevoir un moteur électrique, un générateur électrique ou un 10 réducteur magnétique, de rendement et de tenue mécanique améliorés.The rotor according to the invention makes it possible to reduce the magnetic losses, and to design an electric motor, an electric generator or a magnetic reducer, of improved efficiency and mechanical strength.
Claims (15)
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Family Applications (1)
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|---|---|
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