FR3079978A1 - ROTOR CROWN FOR ROTOR OF ELECTRIC MACHINE AND ROTOR COMPRISING SUCH A CROWN - Google Patents

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Abstract

Couronne de rotor pour un rotor (10) de machine électrique synchrone comprenant une pluralité de bobinages (22) comportant des guides de tête (22a) et des bobines (22b) associées, ladite couronne (26) présentant une forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête (22a) du bobinage (22), sans s'étendre axialement au-delà desdites bobines (22b). Rotor ring for a rotor (10) of a synchronous electric machine comprising a plurality of windings (22) comprising head guides (22a) and associated coils (22b), said ring (26) having a shape configured to come radially to surround the head guides (22a) of the winding (22), without extending axially beyond said coils (22b).   

Description

Couronne de rotor pour rotor d'une machine électrique et rotor comprenant une telle couronneRotor ring for the rotor of an electric machine and rotor comprising such a ring

La présente invention concerne le domaine des machines électriques tournantes, notamment de type synchrone.The present invention relates to the field of rotary electrical machines, in particular of the synchronous type.

Plus particulièrement des rotors, la présente invention concerne les rotors utilisés dans une telle machine électrique.More particularly rotors, the present invention relates to rotors used in such an electric machine.

Une machine électrique tournante comprend principalement un stator, un rotor, sans connexion physique avec le stator, et un arbre de transmission de couple solidaire du rotor. Ledit rotor comprend une pluralité de bobines alimentées en courant continu et créant un champ magnétique du rotor.A rotary electrical machine mainly comprises a stator, a rotor, without physical connection to the stator, and a torque transmission shaft secured to the rotor. Said rotor comprises a plurality of coils supplied with direct current and creating a magnetic field of the rotor.

On connaît actuellement les rotors, dont un exemple est illustré sur la figure 1, comprenant deux couronnes de rotor, de forme annulaire, fixées respectivement d’un côté du bobinage.Rotors are currently known, an example of which is illustrated in FIG. 1, comprising two rotor rings, of annular shape, fixed respectively to one side of the winding.

Tel qu’illustré sur la figure 1, le rotor 10 comprend une pluralité de bobinages (non référencés) montés chacun radialement sur un pôle du rotor, autour d’un arbre d’entraînement 14. Chaque bobinage comprend un guide de tête de bobine et une bobine 12.As illustrated in FIG. 1, the rotor 10 comprises a plurality of coils (not referenced) each mounted radially on a pole of the rotor, around a drive shaft 14. Each coil comprises a coil head guide and a coil 12.

Le rotor 10 comprend en outre deux couronnes identiques 16 de forme annulaire et destinées à venir en contact axial avec les bobinesThe rotor 10 further comprises two identical rings 16 of annular shape and intended to come into axial contact with the coils

12. Chacune des couronnes 16 est fixée axialement à des cales 18 disposées respectivement entre chaque bobinage par des moyens de fixation 19 de type visseries.12. Each of the rings 16 is fixed axially to shims 18 disposed respectively between each winding by fixing means 19 of the screw-type.

De telles couronnes dépassent axialement l’encombrement du bobinage et augmentent considérablement le poids du rotor.Such crowns axially exceed the size of the winding and considerably increase the weight of the rotor.

Le but de l’invention est d’optimiser le poids d’un rotor, et notamment des couronnes de rotor.The object of the invention is to optimize the weight of a rotor, and in particular rotor crowns.

L’invention a également pour objectif de simplifier la fabrication et les opérations d’assemblage d’une telle couronne de rotor avec un rotor.The invention also aims to simplify the manufacture and assembly operations of such a rotor ring with a rotor.

La présente invention a pour objet une couronne de rotor pour un rotor à pôles saillants de machine électrique synchrone comprenant une pluralité de bobinages comportant des guides de tête de bobine et des bobines associées.The present invention relates to a rotor crown for a rotor with salient poles of a synchronous electric machine comprising a plurality of windings comprising coil head guides and associated coils.

Ladite couronne présente une forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de bobine du bobinage, sans s’étendre axialement au-delà desdites bobines.Said ring has a shape configured to radially surround the coil head guides of the winding, without extending axially beyond said coils.

Avantageusement, la couronne de rotor comprend des portions sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec un guide de tête associé et reliées entre elles par une projection radiale s’étendant radialement vers le centre du rotor.Advantageously, the rotor crown comprises substantially rounded portions respectively in shape agreement with an associated head guide and connected together by a radial projection extending radially towards the center of the rotor.

Ainsi, la couronne de rotor épouse la forme du bobinage et ne s’étend pas axialement au-delà dudit bobinage, ce qui permet de réduire leur encombrement et leur poids.Thus, the rotor crown follows the shape of the winding and does not extend axially beyond said winding, which makes it possible to reduce their size and their weight.

Par exemple, les portions arrondies et les projections radiales sont disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°.For example, the rounded portions and the radial projections are arranged alternately on a circumference of 360 °.

Le nombre de portions arrondies et de projections radiales est avantageusement égal au nombre de bobinages.The number of rounded portions and radial projections is advantageously equal to the number of windings.

La couronne peut être fixée, par ses projections radiales axialement à des cales disposées respectivement entre deux bobinages adjacents, par exemple par des moyens de fixation de type visseries.The crown can be fixed, by its axial projections axially to shims disposed respectively between two adjacent windings, for example by fastening means of the screws and bolts type.

La couronne est, par exemple, réalisée en matériau métallique, par exemple en aluminium.The crown is, for example, made of metallic material, for example aluminum.

Selon un second aspect, l’invention concerne un rotor à pôles saillants pour machine synchrone comprenant une pluralité de bobinages montés chacun radialement autour d’un pôle du rotor, et ensemble angulairement autour d’un arbre d’entraînement et comportant des guides de tête de bobine et des bobines associées.According to a second aspect, the invention relates to a rotor with salient poles for a synchronous machine comprising a plurality of windings each mounted radially around a pole of the rotor, and together angularly around a drive shaft and comprising head guides coil and associated coils.

Ledit rotor comprend au moins une couronne de rotor, telle que décrite précédemment, disposée d’un côté latéral du rotor.Said rotor comprises at least one rotor crown, as described above, arranged on a lateral side of the rotor.

Par exemple, chaque portion arrondie est en appui radial sur un épaulement extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine.For example, each rounded portion bears radially on a shoulder outside the rotor of each coil head guide.

Les portions arrondies sont avantageusement disposées radialement entre d’une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine et d’autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor. Les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor s’étendent ainsi radialement au-delà des portions arrondies.The rounded portions are advantageously arranged radially between on the one hand the shoulders external to the rotor of each coil head guide and on the other hand the radial ends of the pole heads of the rotor. The radial ends of the rotor pole heads thus extend radially beyond the rounded portions.

Ainsi, les projections radiales ne dépassent pas radialement des extrémités radiales externes des cales et ne dépassent donc pas non plus radialement du bobinage du rotor.Thus, the radial projections do not project radially from the outer radial ends of the shims and therefore do not project either radially from the winding of the rotor.

Selon un mode de réalisation, le rotor comprend deux couronnes identiques entre elles et disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor.According to one embodiment, the rotor comprises two rings which are identical to each other and disposed respectively on each lateral side of the rotor.

Selon un troisième aspect, l’invention concerne une machine électrique comprenant un stator et un rotor tel que décrit précédemment.According to a third aspect, the invention relates to an electric machine comprising a stator and a rotor as described above.

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings in which:

la figure 1 représente, en perspective, un rotor comprenant deux couronnes de rotor selon l’état de la technique ;Figure 1 shows, in perspective, a rotor comprising two rotor rings according to the state of the art;

la figure 2 représente, en perspective, un rotor comprenant deux couronnes de rotor selon la présente invention ; et la figure 3 représente, en perspective, une couronne de rotor selon la figure 2.Figure 2 shows, in perspective, a rotor comprising two rotor rings according to the present invention; and FIG. 3 represents, in perspective, a rotor crown according to FIG. 2.

Tel qu’illustré à la figure 2, un rotor 20 à pôles saillants pour une machine électrique de type synchrone, comprend une pluralité de bobinages 22 montés chacun radialement autour d’un pôle saillant du rotor et ensemble angulairement autour d’un arbre d’entraînement 24. Chaque bobinage 22 comprend un guide de tête de bobine 22a et une bobine 22b.As illustrated in FIG. 2, a rotor 20 with salient poles for an electrical machine of the synchronous type, comprises a plurality of windings 22 each mounted radially around a salient pole of the rotor and angularly assembled around a shaft of drive 24. Each coil 22 includes a coil head guide 22a and a coil 22b.

Chaque guide de tête de bobine 22a est disposé axialement sur un pôle saillant de manière à faciliter le bobinage autour de ce pôle. Il fait par exemple partie d’un dispositif de guidage tel que décrit dans le brevet FR2984034.Each coil head guide 22a is arranged axially on a protruding pole so as to facilitate winding around this pole. It is for example part of a guide device as described in patent FR2984034.

Le rotor 20 comprend en outre deux couronnes identiques 26 de forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de bobine 22a du bobinage 22. Les couronnes 26 sont disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor.The rotor 20 further comprises two identical rings 26 of shape configured to radially surround the coil head guides 22a of the winding 22. The rings 26 are disposed respectively on each lateral side of the rotor.

Chacune des couronnes 26, visible en détails sur la figure 3, comprend à cet effet des portions 26a sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec un guide de tête 22a associé et reliées entre elles par une projection radiale 26b s’étendant radialement vers l’arbre d’entraînement 24 du rotor. Plus précisément chaque portion arrondie 26a appuie radialement sur l’épaulement le plus extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a.Each of the crowns 26, visible in detail in FIG. 3, for this purpose comprises substantially rounded portions 26a respectively in shape agreement with an associated head guide 22a and connected to each other by a radial projection 26b extending radially towards the rotor drive shaft 24. More precisely, each rounded portion 26a presses radially on the shoulder most external to the rotor of each coil head guide 22a.

Les portions 26a arrondies et les projections radiales 26b sont disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°.The rounded portions 26a and the radial projections 26b are arranged alternately on a circumference of 360 °.

Ainsi, les couronnes de rotor 26 épousent la forme du bobinage 22 et ne s’étendent pas axialement au-delà dudit bobinage.Thus, the rotor rings 26 follow the shape of the winding 22 and do not extend axially beyond said winding.

De préférence, chaque épaulement le plus extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a ne recouvre pas entièrement la tête 30 du pôle associé, ses dimensions radiales étant plus petites que celles de la tête de pôle 30, de sorte qu’un espace est disponible radialement entre la tête de pôle 30 et l’épaulement du guide de tête de bobine 22a. Les portions arrondies 26a sont disposées dans cet espace et ne s’étendent pas ainsi non plus radialement du bobinage du rotor.Preferably, each shoulder furthest from the rotor of each coil head guide 22a does not entirely cover the head 30 of the associated pole, its radial dimensions being smaller than those of the pole head 30, so that a space is available radially between the pole head 30 and the shoulder of the coil head guide 22a. The rounded portions 26a are arranged in this space and thus do not extend radially from the winding of the rotor.

En d’autres termes, les portions arrondies 26a sont disposées radialement entre d’une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a et d’autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor 30. Les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor 30 s’étendent ainsi radialement au-delà des portions arrondies 26a.In other words, the rounded portions 26a are disposed radially between on the one hand the shoulders external to the rotor of each coil head guide 22a and on the other hand the radial ends of the pole heads of the rotor 30. The radial ends pole heads of the rotor 30 thus extend radially beyond the rounded portions 26a.

Les projections radiales 26b ne dépassent pas radialement des extrémités radiales externes des cales 28 et ne dépassent donc pas non plus radialement du bobinage du rotor.The radial projections 26b do not protrude radially from the outer radial ends of the wedges 28 and therefore do not protrude radially from the winding of the rotor either.

Chaque couronne 26 est fixée, par ses projections radiales 26b axialement à des cales 28 disposées respectivement entre deux bobinages 22 adjacents par des moyens de fixation 29 de type visseries. En variante les couronnes 26 sont fixées entre elles par des vis traversantes passant par les cales 28, et serrant les couronnes sur ces cales.Each ring 26 is fixed, by its radial projections 26b axially to shims 28 disposed respectively between two adjacent windings 22 by fixing means 29 of the screws and bolts type. As a variant, the crowns 26 are fixed to each other by through screws passing through the wedges 28, and tightening the crowns on these wedges.

De telles couronnes réduisent l’encombrement du bobinage, ainsi que le poids du rotor, et sont simples de fabrication et d’assemblage.Such crowns reduce the size of the winding, as well as the weight of the rotor, and are simple to manufacture and assemble.

En effet, la masse des couronnes est fortement réduite par rapport aux couronnes de l’état de la technique. L’équilibrage de chaque couronne 26 est effectué par exemple par ajout de matière radialement sur les portions arrondies 26a, ou sur les projections radiales 26b.Indeed, the mass of crowns is greatly reduced compared to the crowns of the state of the art. The balancing of each ring 26 is carried out for example by adding material radially to the rounded portions 26a, or to the radial projections 26b.

Les couronnes 26 sont, par exemple, réalisées en matériau métallique, tel que, par exemple de l’aluminium. Elles sont par exemple réalisées par moulage, usinage, forgeage ou impression 3D.The crowns 26 are, for example, made of metallic material, such as, for example aluminum. They are for example produced by molding, machining, forging or 3D printing.

Dans l’exemple illustré sur les figures 2 et 3, chaque couronne 26 comprend huit portions arrondies 26a associées chacune à un bobinage 22 et huit projections radiales s’étendant chacune radialement entre deux bobinages adjacents.In the example illustrated in Figures 2 and 3, each ring 26 comprises eight rounded portions 26a each associated with a coil 22 and eight radial projections each extending radially between two adjacent coils.

En variante, on pourrait prévoir un nombre différents de portions arrondies et de projections radiales. De manière générale, le nombre de portions arrondies et de projections radiales est égal au nombre de bobinages.Alternatively, a different number of rounded portions and radial projections could be provided. In general, the number of rounded portions and radial projections is equal to the number of windings.

De telles couronnes réduisent l’encombrement du bobinage, ainsi que le poids du rotor.Such crowns reduce the size of the winding, as well as the weight of the rotor.

En effet, la masse des couronnes est fortement réduite par rapport aux couronnes de l’état de la technique.Indeed, the mass of crowns is greatly reduced compared to the crowns of the state of the art.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Couronne de rotor pour un rotor (10) à pôles saillants de machine électrique synchrone comprenant une pluralité de bobinages (22) comportant des guides de tête de bobine (22a) et des bobines (22b) associées, ladite couronne (26) présentant une forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de bobine (22a) du bobinage (22), sans s’étendre axialement au-delà desdites bobines (22b).1. rotor crown for a rotor (10) with salient poles of a synchronous electric machine comprising a plurality of windings (22) comprising coil head guides (22a) and associated coils (22b), said crown (26) having a shape configured to radially surround the coil head guides (22a) of the winding (22), without extending axially beyond said coils (22b). 2. Couronne de rotor selon la revendication 1, comprenant des portions (26a) sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec un guide de tête (22a) associé et reliées entre elles par une projection radiale (26b) s’étendant radialement vers le centre du rotor (10).2. rotor crown according to claim 1, comprising portions (26a) substantially rounded respectively in shape agreement with an associated head guide (22a) and connected together by a radial projection (26b) extending radially towards the center of the rotor (10). 3. Couronne de rotor selon la revendication 2, dans laquelle les portions (26a) arrondies et les projections radiales (26b) sont disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°.3. Rotor ring according to claim 2, wherein the rounded portions (26a) and the radial projections (26b) are arranged alternately on a circumference of 360 °. 4. Couronne de rotor selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le nombre de portions arrondies (26a) et de projections radiales (26b) est égal au nombre de bobinages (22).4. rotor crown according to claim 2 or 3, wherein the number of rounded portions (26a) and radial projections (26b) is equal to the number of windings (22). 5. Couronne de rotor selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle la couronne (26) est fixée, par ses projections radiales (26b) axialement à des cales (28) disposées respectivement entre deux bobinages (22) adjacents.5. rotor crown according to any one of claims 2 to 4, wherein the crown (26) is fixed, by its radial projections (26b) axially to shims (28) disposed respectively between two adjacent windings (22). 6. Couronne de rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couronne est réalisée en matériau métallique.6. Rotor crown according to any one of the preceding claims, in which the crown is made of metallic material. 7. Rotor (10) à pôles saillants pour machine synchrone comprenant une pluralité de bobinages (22) montés chacun radialement autour d’un pôle du rotor et ensemble angulairement autour d’un arbre d’entraînement (24) et comportant des guides de tête de bobine (22a) et des bobines (22b) associées, ledit rotor comprenant au moins une couronne de rotor (26) selon l’une quelconque des revendications précédentes, disposée d’un côté latéral du rotor.7. Rotor (10) with salient poles for a synchronous machine comprising a plurality of windings (22) each mounted radially around a pole of the rotor and angularly assembled around a drive shaft (24) and comprising head guides coil (22a) and associated coils (22b), said rotor comprising at least one rotor ring (26) according to any one of the preceding claims, arranged on a lateral side of the rotor. 8. Rotor (10) selon la revendication 7 et la revendication 2, dans lequel chaque portion arrondie (26a) est en appui radial sur un8. Rotor (10) according to claim 7 and claim 2, wherein each rounded portion (26a) is radially supported on a 5 épaulement extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine (22a).5 shoulder outside the rotor of each coil head guide (22a). 9. Rotor (10) selon la revendication 8, dans lequel les portions arrondies (26a) sont disposées radialement entre d’une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine (22a) et d’autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor9. Rotor (10) according to claim 8, in which the rounded portions (26a) are arranged radially between on the one hand the shoulders external to the rotor of each coil head guide (22a) and on the other hand the radial ends rotor pole heads 10 (30).10 (30). 10. Rotor (10) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant deux couronnes (26) identiques entre elles et disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor.10. Rotor (10) according to any one of claims 7 to 9, comprising two rings (26) identical to each other and disposed respectively on each lateral side of the rotor. 11. Machine électrique comprenant un stator et un rotor selon 15 l’une quelconque des revendications 7 à 10.11. Electric machine comprising a stator and a rotor according to any one of claims 7 to 10.
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