FR3097702A1 - Polar wheel formed from two materials for a rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
La présente invention propose une roue polaire pour une partie active de machine électrique tournante, la roue polaire (31) comportant un plateau (32) s’étendant dans une direction transversale par rapport à un axe (X) de la roue polaire, une pluralité de griffe (33) formant chacune un pôle magnétique, chaque griffe s’étendant, à partir du plateau, entre une base (38) et une extrémité libre (39). La roue polaire comporte au moins un cœur (45) formé dans un premier matériau et une enveloppe (46) formée dans un deuxième matériau, le premier matériau présentant une perméabilité supérieure à celle du deuxième matériau. Figure pour l’abrégé : Figure 2The present invention provides a pole wheel for an active part of a rotating electric machine, the pole wheel (31) comprising a plate (32) extending in a direction transverse to an axis (X) of the pole wheel, a plurality claw (33) each forming a magnetic pole, each claw extending, from the plate, between a base (38) and a free end (39). The pole wheel has at least a core (45) formed from a first material and a shell (46) formed from a second material, the first material having a higher permeability than the second material. Figure for the abstract: Figure 2
Description
L’invention concerne notamment une roue polaire formée de deux matériaux pour une machine électrique tournante.The invention relates in particular to a pole wheel formed of two materials for a rotating electrical machine.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles et les moteurs électriques. On rappelle qu’une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d’une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d’autre part, comme moteur électrique par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.The invention finds a particularly advantageous application in the field of rotating electrical machines such as alternators, alternator-starters or even reversible machines and electric motors. It is recalled that a reversible machine is a rotating electric machine capable of working reversibly, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor, for example to start the heat engine of the motor vehicle. .
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d’un axe et un stator fixe. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d’alimenter les consommateurs électriques du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation par exemple pour démarrer le moteur thermique.A rotating electrical machine comprises a mobile rotor rotating around an axis and a fixed stator. In alternator mode, when the rotor is rotating, it induces a magnetic field in the stator which transforms it into electric current in order to supply the electrical consumers of the vehicle and recharge the battery. In motor mode, the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation, for example to start the heat engine.
Le stator est généralement agencé de manière à entourer le rotor. Un entrefer s’étend entre les parties en regards respectives du stator et du rotor.The stator is generally arranged so as to surround the rotor. An air gap extends between the respective facing parts of the stator and the rotor.
Le rotor est généralement formé par deux roues polaires, chacune d’elle comportant un plateau s’étendant transversalement par rapport l’axe de la roue polaire et une pluralité de griffes s’étendant axialement à partir du plateau. Pour former le rotor, les roues polaires sont disposées axialement en vis-à-vis l’une de l’autre de manière à ce que chaque griffe d’une des roues polaires soit insérée dans l’espace inter-griffe formé par deux griffes successives de l’autre roue polaire. Ainsi, au sein du rotor, chaque griffe d’une roue polaire est adjacente de deux griffes de l’autre roue polaire.The rotor is generally formed by two pole wheels, each of them comprising a plate extending transversely with respect to the axis of the pole wheel and a plurality of claws extending axially from the plate. To form the rotor, the pole wheels are arranged axially facing each other so that each claw of one of the pole wheels is inserted into the inter-claw space formed by two claws sequences of the other pole wheel. Thus, within the rotor, each claw of a pole wheel is adjacent to two claws of the other pole wheel.
Chaque roue polaire comporte également un noyau s’étendent axialement à partir du plateau dans la même direction que les griffes. Au sein du rotor, les deux noyaux sont en contact l’un avec l’autre pour former une surface d’enroulement d’une bobine rotorique. Lorsque la bobine est alimentée, elle induit un champ magnétique au sein de chaque roue polaire. Le champ magnétique forme un chemin continu qui traverse successivement le noyau, puis le plateau puis les griffes pour ensuite traverser l’entrefer et atteindre le corps de stator.Each pole wheel also has a core extending axially from the platter in the same direction as the claws. Within the rotor, the two cores are in contact with each other to form a winding surface of a rotor coil. When the coil is energized, it induces a magnetic field within each pole wheel. The magnetic field forms a continuous path which successively crosses the core, then the plate then the claws to then cross the air gap and reach the stator body.
Le champ magnétique qui traverse le rotor et le stator forme le champ magnétique utile permettant à la machine de fonctionner. Cependant, un certain nombre de lignes de champ traverse l’espace inter-griffe, au lieu de traverser l’entrefer, ou passe directement de l’extrémité libre d’une griffe d’une roue polaire dans le plateau de l’autre roue polaire et reboucle donc dans le rotor sans atteindre le stator. Ces lignes de champ forment des fuites magnétiques et ne contribuent pas au rendement de la machine. En outre, certaine des lignes de champ peuvent aussi sortir momentanément de la roue polaire et passer du plateau à une griffe sans prendre le chemin optimisé. Tous ces phénomènes de fuite entrainent une diminution des performances de la machine électrique tournante.The magnetic field that crosses the rotor and the stator forms the useful magnetic field allowing the machine to operate. However, a certain number of field lines cross the inter-claw space, instead of crossing the air gap, or pass directly from the free end of a claw of one pole wheel into the plate of the other wheel. pole and therefore loops back into the rotor without reaching the stator. These field lines form magnetic leaks and do not contribute to the efficiency of the machine. In addition, some of the field lines may also momentarily exit the pole wheel and move from the platter to a claw without taking the optimized path. All these leakage phenomena lead to a reduction in the performance of the rotating electrical machine.
La présente invention vise à permettre d’éviter les inconvénients de l’art antérieur et en particulier à améliorer le rendement de la machine électrique tournante notamment en diminuant les fuites magnétiques.The present invention aims to make it possible to avoid the drawbacks of the prior art and in particular to improve the efficiency of the rotating electrical machine, in particular by reducing magnetic leakage.
A cet effet, la présente invention a donc pour objet une roue polaire pour une partie active de machine électrique tournante, la roue polaire comportant un plateau s’étendant dans une direction transversale par rapport à un axe de la roue polaire, une pluralité de griffe formant chacune un pôle magnétique, chaque griffe s’étendant, à partir du plateau, entre une base et une extrémité libre. Selon la présente invention, la roue polaire comporte au moins un cœur formé dans un premier matériau et une enveloppe formée dans un deuxième matériau, le premier matériau présentant une perméabilité supérieure à celle du deuxième matériau.To this end, the present invention therefore relates to a pole wheel for an active part of a rotating electrical machine, the pole wheel comprising a plate extending in a direction transverse to an axis of the pole wheel, a plurality of claws each forming a magnetic pole, each claw extending, from the plate, between a base and a free end. According to the present invention, the pole wheel comprises at least one core formed in a first material and an envelope formed in a second material, the first material having a higher permeability than that of the second material.
Grâce à son matériau à plus forte perméabilité, le cœur forme une zone à concentration de flux magnétique. Cela permet d’éloigner les lignes de champ des zones potentielles de fuite et ainsi de diminuer les fuites magnétiques.Thanks to its higher permeability material, the core forms a zone with a concentration of magnetic flux. This makes it possible to distance the field lines from potential leak zones and thus reduce magnetic leaks.
Selon une réalisation, l’enveloppe est agencée pour entourer au moins partiellement le cœur.According to one embodiment, the envelope is arranged to at least partially surround the heart.
Selon une réalisation, le cœur est agencé pour former une première portion périphérique d’au moins une griffe, ladite première portion périphérique étant destinée à s’étendre en regard d’un entrefer définit par la zone s’étendant entre un rotor et un stator de la machine électrique tournante. Le rotor et le stator forme chacun une partie active de la machine électrique tournante. Cela permet de canaliser les lignes de champ pour qu’un plus grand nombre de ligne de champ traverse cette zone formée par la première surface périphérique et donc traverse l’entrefer en direction de l’autre partie active de la machine électrique tournante.According to one embodiment, the core is arranged to form a first peripheral portion of at least one claw, said first peripheral portion being intended to extend facing an air gap defined by the area extending between a rotor and a stator of the rotating electric machine. The rotor and the stator each form an active part of the rotating electrical machine. This makes it possible to channel the field lines so that a greater number of field lines crosses this zone formed by the first peripheral surface and therefore crosses the air gap in the direction of the other active part of the rotating electrical machine.
On entend par portion périphérique d’une griffe, une partie délimitant la griffe et formant donc une surface apparente de la griffe.Peripheral portion of a claw means a part delimiting the claw and therefore forming an apparent surface of the claw.
Par exemple, lorsque la roue polaire est un élément du rotor de la machine électrique tournante, alors la première portion périphérique est destinée à s’étendre en regard du stator de ladite machine.For example, when the pole wheel is an element of the rotor of the rotating electrical machine, then the first peripheral portion is intended to extend opposite the stator of said machine.
Toujours par exemple, la griffe s’étend dans une direction axiale et la première portion périphérique forme une portion d’une surface d’extrémité radiale externe de ladite griffe.Still for example, the claw extends in an axial direction and the first peripheral portion forms a portion of an outer radial end surface of said claw.
La première portion périphérique s’étend entre l’extrémité libre et la base de la griffe.The first peripheral portion extends between the free end and the base of the claw.
Selon une réalisation, l’enveloppe est agencée pour former : au moins une deuxième portion périphérique d’au moins une griffe, ladite deuxième portion périphérique étant destinée à s’étendre en regard d’un espace inter-griffe formé entre deux griffes adjacentes ; et/ou l’extrémité libre d’au moins une griffe ; et/ou une troisième portion périphérique d’au moins une griffe, ladite troisième portion périphérique étant destinée à s’étendre en regard d’une bobine rotorique de la partie active.According to one embodiment, the casing is arranged to form: at least one second peripheral portion of at least one claw, said second peripheral portion being intended to extend facing an inter-claw space formed between two adjacent claws; and/or the free end of at least one claw; and/or a third peripheral portion of at least one claw, said third peripheral portion being intended to extend facing a rotor coil of the active part.
Le fait que l’enveloppe soit agencée pour former la deuxième portion périphérique permet de diminuer le nombre de ligne de champ traversant cette zone formée par la deuxième surface périphérique et ainsi de diminuer les fuites entre les griffes.The fact that the casing is arranged to form the second peripheral portion makes it possible to reduce the number of field lines crossing this zone formed by the second peripheral surface and thus to reduce leakage between the claws.
L’espace inter-griffe est formé par la zone s’étendant entre deux griffes successives de roues polaires distinctes.The inter-claw space is formed by the area extending between two successive claws of separate pole wheels.
Par exemple, la griffe s’étend dans une direction axiale et la deuxième portion périphérique forme une surface d’extrémité latérale de ladite griffe selon une direction circonférentielle.For example, the claw extends in an axial direction and the second peripheral portion forms a lateral end surface of said claw in a circumferential direction.
De plus, l’enveloppe est notamment agencée pour former les deux surfaces d’extrémité latérale de la griffe, s’étendant l’une par rapport à l’autre de manière opposée par rapport à un axe de la griffe.In addition, the casing is in particular arranged to form the two lateral end surfaces of the claw, extending one with respect to the other in opposite manner with respect to an axis of the claw.
Le fait que l’enveloppe soit agencée pour former l’extrémité libre d’au moins une griffe permet de réduire les lignes de champ traversant l’extrémité libre de la griffe et ainsi de réduire les fuites entre l’extrémité de la griffe et le plateau de l’autre roue polaire.The fact that the casing is arranged to form the free end of at least one claw makes it possible to reduce the field lines crossing the free end of the claw and thus to reduce the leaks between the end of the claw and the plate of the other polar wheel.
Le fait que l’enveloppe soit agencée pour former la troisième portion périphérique d’au moins une griffe permet de réduire les lignes de champ traversant la zone formant ladite troisième portion périphérique et ainsi de réduire les fuites entre la griffe et le plateau de la partie active. Ainsi, les lignes de champ ne sortent pas à l’extérieur de la roue polaire avant de traverser l’entrefer.The fact that the casing is arranged to form the third peripheral portion of at least one claw makes it possible to reduce the field lines crossing the zone forming said third peripheral portion and thus to reduce the leaks between the claw and the plate of the part active. Thus, the field lines do not exit outside the pole wheel before crossing the air gap.
Par exemple, la griffe s’étend dans une direction axiale et la troisième portion périphérique forme une portion d’une surface d’extrémité radiale interne de ladite griffe.For example, the claw extends in an axial direction and the third peripheral portion forms a portion of an inner radial end surface of said claw.
Selon une réalisation, l’enveloppe est agencée pour former une portion périphérique inférieure du plateau et/ou une portion périphérique supérieure du plateau. Cela permet de réduire les lignes de champ traversant la zone inférieure du plateau et ainsi de réduire les fuites entre la griffe et le plateau de la partie active. Ainsi, les lignes de champ ne sortent pas à l’extérieur de la roue polaire avant de traverser l’entrefer. Cela permet également de réduire les lignes de champ traversant la zone supérieure du plateau et ainsi de réduire les fuites entre le plateau et la griffe de l’autre roue polaire de la partie active.According to one embodiment, the casing is arranged to form a lower peripheral portion of the tray and/or an upper peripheral portion of the tray. This makes it possible to reduce the field lines crossing the lower zone of the plate and thus to reduce the leaks between the claw and the plate of the active part. Thus, the field lines do not exit outside the pole wheel before crossing the air gap. This also makes it possible to reduce the field lines crossing the upper zone of the platter and thus to reduce the leaks between the platter and the claw of the other pole wheel of the active part.
La portion périphérique inférieure du plateau forme une portion de la surface d’extrémité axiale inférieure du plateau, la surface inférieure s’étendant en vis-à-vis de la direction d’extension des griffes.The lower peripheral portion of the plate forms a portion of the lower axial end surface of the plate, the lower surface extending opposite the direction of extension of the claws.
La portion périphérique supérieure du plateau forme une portion de la surface d’extrémité axiale supérieure du plateau, la surface supérieure s’étendant à l’opposé de la direction d’extension des griffes.The upper peripheral portion of the plate forms a portion of the upper axial end surface of the plate, the upper surface extending opposite the direction of extension of the claws.
Selon une réalisation, le cœur est agencé pour former une portion centrale du plateau. Cela permet d’améliorer la canalisation des lignes de champ par le cœur en agrandissant la zone de concentration de flux et en la rapprochant de la zone de formation desdites lignes de champ.According to one embodiment, the core is arranged to form a central portion of the plate. This makes it possible to improve the channeling of the field lines by the heart by enlarging the zone of flux concentration and bringing it closer to the zone of formation of said field lines.
On entend par portion centrale, une portion ne formant par une surface d’extrémité, c’est-à-dire une portion non apparente. La portion centrale pouvant former être centrée ou décentrée par rapport au milieu de l’élément la comprenant. La portion centrale ne forme donc pas nécessairement le milieu.By central portion is meant a portion that does not form an end surface, that is to say a non-visible portion. The central portion being able to form be centered or decentered with respect to the middle of the element comprising it. The central portion therefore does not necessarily form the middle.
Selon une réalisation, la roue polaire comporte, en outre, un noyau s’étendant à partir du plateau, le cœur étant agencé pour former une portion du noyau et l’enveloppe étant agencée pour entourer ladite portion du noyau et former une surface périphérique circonférentielle externe du noyau. Cela permet d’améliorer la canalisation des lignes de champ par le cœur en agrandissant la zone de concentration de flux et en la rapprochant de la zone de formation desdites lignes de champ. De plus, cela permet de réduire les lignes de champ traversant la zone périphérique du noyau et ainsi de réduire les fuites entre le plateau et le noyau de la roue polaire. Ainsi, les lignes de champ ne sortent pas à l’extérieur de la roue polaire avant de traverser l’entrefer.According to one embodiment, the pole wheel further comprises a core extending from the plate, the core being arranged to form a portion of the core and the casing being arranged to surround said portion of the core and form a circumferential peripheral surface exterior of the nucleus. This makes it possible to improve the channeling of the field lines by the heart by enlarging the zone of flux concentration and bringing it closer to the zone of formation of said field lines. In addition, this makes it possible to reduce the field lines crossing the peripheral zone of the core and thus to reduce the leaks between the platter and the core of the pole wheel. Thus, the field lines do not exit outside the pole wheel before crossing the air gap.
Selon une réalisation, la portion du noyau formant une partie du cœur s’étend de manière à former une portion de la surface d’extrémité axiale du cœur. Cela permet à la zone de concentration de flux de former un chemin complet entre une griffe de la première roue polaire de la partie active et l’autre griffe de la seconde roue polaire de ladite partie active.According to one embodiment, the portion of the core forming part of the core extends so as to form a portion of the axial end surface of the core. This allows the flux concentration zone to form a complete path between one claw of the first pole wheel of the active part and the other claw of the second pole wheel of said active part.
Selon une réalisation, le cœur est formé d’un alliage de Fer-Cobalt ou de Fer-Nickel et l’enveloppe est formée d’un alliage de Fer-Silicium.According to one embodiment, the core is formed from an Iron-Cobalt or Iron-Nickel alloy and the casing is formed from an Iron-Silicon alloy.
Selon une autre réalisation, le cœur est formé d’un alliage de Fer-Silicium et l’enveloppe est formée d’un matériau composite magnétiquement doux.According to another embodiment, the core is formed from an iron-silicon alloy and the casing is formed from a magnetically soft composite material.
Selon une réalisation, un ratio d’une longueur, prise dans une direction axiale, d’une griffe sur une longueur, prise dans une direction axiale, du cœur de ladite griffe est compris entre 1,1 et 5.According to one embodiment, a ratio of a length, taken in an axial direction, of a claw to a length, taken in an axial direction, of the core of said claw is between 1.1 and 5.
Selon une réalisation, un ratio d’une largeur, prise dans une direction circonférentielle, d’une griffe sur une largeur, prise dans une direction circonférentielle, du cœur de ladite griffe est compris entre 1,1 et 5.According to one embodiment, a ratio of a width, taken in a circumferential direction, of a claw to a width, taken in a circumferential direction, of the core of said claw is between 1.1 and 5.
La présente invention a également pour objet une partie active telle qu’un rotor ou un stator de machine électrique tournante, la partie active comportant au moins une roue polaire telle que précédemment décrite.The present invention also relates to an active part such as a rotor or a stator of a rotating electrical machine, the active part comprising at least one pole wheel as previously described.
La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante, ladite machine comportant une partie active comprenant au moins une roue polaire telle que précédemment décrite. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique.The present invention also relates to a rotary electrical machine, said machine comprising an active part comprising at least one pole wheel as previously described. The rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter, a reversible machine or an electric motor.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de l’invention et de l’examen des dessins annexés.The present invention may be better understood on reading the detailed description which follows, non-limiting examples of implementation of the invention and examination of the appended drawings.
La
La
La
La
. La
La
La
La
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d’une figure à l’autre. On notera également que les différentes figures ne sont pas nécessairement à la même échelle. De plus, les modes de réalisation qui sont décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs.Identical, similar or analogous elements retain the same references from one figure to another. It will also be noted that the various figures are not necessarily on the same scale. Moreover, the embodiments which are described below are in no way limiting.
La figure 1 représente un exemple de machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine 10 transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique.FIG. 1 represents an example of a compact and polyphase rotary electric machine 10, in particular for a motor vehicle. This machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, in alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy. This rotating electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter, a reversible machine or an electric motor.
Dans cet exemple, la machine 10 comporte un carter 11. A l'intérieur de ce carter 11, elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l’arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d’un axe X. Dans la suite de la description, la direction axiale correspond à l'axe X, traversant en son centre l’arbre 13, alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l’axe, ou plus proche de l’axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l’axe.In this example, the machine 10 comprises a casing 11. Inside this casing 11, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12 The rotational movement of the rotor 12 takes place around an axis X. In the remainder of the description, the axial direction corresponds to the axis X, crossing the shaft 13 at its center, whereas the radial orientations correspond to concurrent planes, and in particular perpendicular, to the X axis. For the radial directions, the internal denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the external denomination designating a distance from the axis.
Dans cet exemple, le carter 11 comporte un flasque avant 16 et un flasque arrière 17 qui sont assemblés ensemble et qui portent le stator. Ces flasques 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un palier accouplé à un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13. En outre, le carter 11 comporte des moyens de fixation 14 permettant le montage de la machine électrique tournante 10 dans le véhicule.In this example, the casing 11 comprises a front flange 16 and a rear flange 17 which are assembled together and which carry the stator. These flanges 16, 17 are hollow in shape and each carry, centrally, a bearing coupled to a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13. In addition, the casing 11 comprises fixing means 14 allowing the mounting of the rotary electrical machine 10 in the vehicle.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 27 formé d'un paquet de tôles doté d'encoches, équipées d’isolant d’encoche pour le montage d’un bobinage électrique 28. Le bobinage traverse les encoches du corps 27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Par ailleurs, le bobinage 28 est formé d’une ou plusieurs phases comportant au moins un conducteur électrique et étant reliées électriquement à un ensemble électronique 36.In this exemplary embodiment, the stator 15 comprises a body 27 formed from a stack of laminations provided with notches, equipped with notch insulation for mounting an electric winding 28. The winding passes through the notches of the body 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the body of the stator. Furthermore, the winding 28 is formed of one or more phases comprising at least one electrical conductor and being electrically connected to an electronic assembly 36.
L’ensemble électronique 36 qui est ici monté sur le carter 11, comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter au moins une phase du bobinage 28. Le module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée en une tension continue et inversement.The electronic assembly 36 which is here mounted on the casing 11, comprises at least one electronic power module making it possible to control at least one phase of the winding 28. The power module forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated into DC voltage and vice versa.
Un organe d’entraînement tel qu’une poulie 20 peut être fixé sur une extrémité avant de l’arbre 13. Cet organe permet de transmettre le mouvement de rotation à l’arbre ou à l’arbre de transmettre son mouvement de rotation à la courroie. Dans la suite de la description, les dénominations avant/arrière se réfèrent à cet organe. Ainsi une face avant est une face orientée en direction de l’organe alors qu’une face arrière est une face orientée en direction opposée dudit organe.A drive member such as a pulley 20 can be fixed on a front end of the shaft 13. This member makes it possible to transmit the rotational movement to the shaft or to the shaft to transmit its rotational movement to the belt. In the remainder of the description, the denominations front/rear refer to this member. Thus a front face is a face oriented in the direction of the organ while a rear face is a face oriented in the opposite direction of said organ.
L’extrémité arrière de l’arbre 13 porte, ici, des bagues collectrices 21 appartenant à un collecteur 22. Des balais 23 appartenant à un porte-balais 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21. Le porte-balais 24 est relié à un régulateur de tension (non représenté).The rear end of the shaft 13 carries, here, slip rings 21 belonging to a commutator 22. Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21. The brush holder 24 is connected to a voltage regulator (not shown).
Le flasque avant 16 et le flasque arrière 17 peuvent comporter des ouvertures sensiblement latérales pour le passage d’un flux d’air en vue de permettre le refroidissement de la machine 10 par circulation d'air engendrée par la rotation d’un ventilateur avant 25 agencé sur une face axiale avant du rotor 12 et d’un ventilateur arrière 26 agencé sur une face axiale arrière dudit rotor.The front flange 16 and the rear flange 17 may comprise substantially lateral openings for the passage of an air flow in order to allow the cooling of the machine 10 by circulation of air generated by the rotation of a front fan 25 arranged on a front axial face of the rotor 12 and a rear fan 26 arranged on a rear axial face of said rotor.
Le rotor 12 est un rotor à griffe comportant deux roues polaires 31 s’étendant chacune selon un axe qui est, ici, confondu avec l’axe X de rotation de la machine. Chaque roue polaire 31 est formée d’un plateau 32 s’étendant transversalement par rapport à l’axe X et présentant une forme sensiblement d’anneau. Le plateau est délimité par une surface d’extrémité axiale supérieure 41 s’étendant sensiblement perpendiculairement à l’axe X et une surface d’extrémité axiale inférieure 42 s’étendant sensiblement perpendiculairement à l’axe X, à l’opposé de ladite surface supérieure. Le plateau présente une ouverture (non représentée sur le figures 5 et 6) pour permettre le passage de l’arbre 13.The rotor 12 is a claw rotor comprising two pole wheels 31 each extending along an axis which is, here, coincident with the axis X of rotation of the machine. Each pole wheel 31 is formed by a plate 32 extending transversely with respect to the axis X and having the shape of a substantially ring. The plate is delimited by an upper axial end surface 41 extending substantially perpendicular to the X axis and a lower axial end surface 42 extending substantially perpendicular to the X axis, opposite said surface. superior. The plate has an opening (not shown in figures 5 and 6) to allow the passage of the shaft 13.
Chaque roue polaire 31 comporte, en outre, une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques. Chaque griffe s’étend à partir du plateau 32 dans une direction axiale par rapport à un axe de la griffe. L’axe de la griffe est notamment parallèle à l’axe X de la machine. En particulier, les griffes sont espacées régulièrement sur toute la circonférence du plateau. Les griffes s’étendent à partir d’un pourtour extérieur du plateau. Chacune des griffes 33 s’étend dans une direction sensiblement axiale à partir du plateau 32 en direction de l’autre roue polaire du rotor, chaque griffe pénétrant dans l'espace existant entre deux griffes successive de ladite autre roue polaire, de sorte que les griffes des deux roues polaires soient imbriquées. Ainsi, le rotor comporte une alternance dans une direction circonférentielle de griffes de chaque roue polaire. Deux griffes adjacentes du rotor appartiennent donc à deux roues polaires distinctes. La zone s’étendant entre les griffes adjacentes est dite espace inter-griffe 40. Cet espace inter-griffe peut rester vide ou comporter un élément magnétique tel qu’un aimant permanent.Each pole wheel 31 further comprises a plurality of claws 33 forming magnetic poles. Each claw extends from the plate 32 in an axial direction with respect to an axis of the claw. The claw axis is notably parallel to the X axis of the machine. In particular, the claws are regularly spaced around the entire circumference of the plate. The claws extend from an outer periphery of the plate. Each of the claws 33 extends in a substantially axial direction from the plate 32 in the direction of the other pole wheel of the rotor, each claw penetrating into the space existing between two successive claws of the said other pole wheel, so that the claws of the two pole wheels are nested. Thus, the rotor comprises an alternation in a circumferential direction of claws of each pole wheel. Two adjacent claws of the rotor therefore belong to two distinct pole wheels. The zone extending between the adjacent claws is called inter-claw space 40. This inter-claw space can remain empty or comprise a magnetic element such as a permanent magnet.
La description qui suit est faite en référence à une griffe 33 d’une roue polaire, il est entendu que toutes les griffes des deux roues polaires sont identiques. La griffe présente une forme sensiblement trapézoïdale. La griffe 33 s’étendant depuis une base 38 disposée de manière adjacente au plateau 32 jusqu’à une extrémité libre 39. La griffe présente une surface d’extrémité radiale externe 43 s’étendant en regard du stator 15 et une surface d’extrémité radiale interne 44 opposée radialement à ladite surface externe 43 par rapport à l’axe X de la machine. Les surfaces externe et interne s’étendent sensiblement axialement entre la base de la griffe 38 et l’extrémité libre de ladite griffe 39. La surface d’extrémité radiale externe 43 définit une zone s’étendant entre ladite surface et le corps de stator 27, cette zone étant couramment appelée entrefer 37. De plus, la griffe 33 présente deux surfaces d’extrémité circonférentielle 47 s’étendent sensiblement axialement entre la base de la griffe 38 et l’extrémité libre de ladite griffe 39 et sensiblement radialement entre la surface externe 43 et la surface interne 44 de ladite griffe, les deux surfaces circonférentielles formant chacune une surface latérale de la griffe s’étendant de manière opposée l’une de l’autre par rapport à l’axe de la griffe. Lesdites surfaces circonférentielles 47 s’étendent, respectivement, en regard d’une autre griffe de l’autre roue polaire pour former des espaces inter-griffe 40.The following description is made with reference to a claw 33 of a pole wheel, it is understood that all the claws of the two pole wheels are identical. The claw has a substantially trapezoidal shape. The claw 33 extending from a base 38 disposed adjacent to the plate 32 to a free end 39. The claw has an outer radial end surface 43 extending opposite the stator 15 and an end surface internal radial 44 opposite radially to said external surface 43 with respect to the axis X of the machine. The external and internal surfaces extend substantially axially between the base of the claw 38 and the free end of said claw 39. The external radial end surface 43 defines an area extending between said surface and the stator body 27 , this zone being commonly called air gap 37. In addition, the claw 33 has two circumferential end surfaces 47 extending substantially axially between the base of the claw 38 and the free end of said claw 39 and substantially radially between the surface external 43 and the internal surface 44 of said claw, the two circumferential surfaces each forming a lateral surface of the claw extending opposite to each other with respect to the axis of the claw. Said circumferential surfaces 47 extend, respectively, facing another claw of the other pole wheel to form inter-claw spaces 40.
Le roto 12 comporte également un noyau 34 formant une portion d’enroulement d’une bobine rotorique 35. La bobine est formée d’un fil électriquement conducteur enroulée autour du noyau. La bobine peut également être enroulée autour d’un isolant monté autour du noyau. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le noyau peut être indépendant des roues polaires ou être intégré à l’une des roues polaires ou encore être formé de deux demi-noyau chacun intégré sur une des roues polaires. Le noyau présente une forme sensiblement cylindrique. Le noyau 34 s’étend dans une direction axiale à partir du plateau 32 et notamment à partir de la surface d’extrémité axiale inférieure 42 dudit plateau.Rotor 12 also includes a core 34 forming a winding portion of a rotor coil 35. The coil is formed from an electrically conductive wire wound around the core. The coil can also be wound around an insulator mounted around the core. For example, the collector rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire connections to said coil 35. The core can be independent of the pole wheels or be integrated into one of the pole wheels or even be formed of two half-cores each integrated on one of the pole wheels. The core has a substantially cylindrical shape. The core 34 extends in an axial direction from the plate 32 and in particular from the lower axial end surface 42 of said plate.
La figure 2 illustre plus précisément l’imbrication des griffes 33 entre elles et montre une vue en coupe des griffes permettant d’illustrer leur matériau. La roue polaire est formée d’un cœur 45 au moins partiellement enveloppé dans une enveloppe 46. Le cœur et l’enveloppe sont formées de deux matériaux différents et en particulier le cœur 45 présente un matériau dont la perméabilité magnétique est supérieure à celle du matériau formant l’enveloppe 46. Le cœur forme ainsi une zone à concentration de flux magnétique, c’est-à-dire qu’il est agencé pour capter les lignes de champ. Le cœur forme alors un chemin préférentiel pour les lignes de champ et permet d’éloigner lesdites lignes de champ des zones à fuite de la roue polaire. Au contraire, l’enveloppe forme une zone à faible concentration de flux. L’enveloppe est agencée dans la roue polaire dans les zones à fuite, c’est-à-dire les zones les plus touchées par les fuites de flux magnétique. Cela permet de diminuer la concentration de champ magnétique dans ces zones à fuite et ainsi diminuer les fuites magnétiques et améliorer les performances de la machine.Figure 2 illustrates more precisely the nesting of the claws 33 between them and shows a sectional view of the claws to illustrate their material. The pole wheel is formed of a core 45 at least partially enveloped in an envelope 46. The core and the envelope are formed of two different materials and in particular the core 45 has a material whose magnetic permeability is greater than that of the material forming the envelope 46. The heart thus forms a magnetic flux concentration zone, that is to say it is arranged to pick up the field lines. The core then forms a preferential path for the field lines and makes it possible to distance said field lines from the leakage zones of the pole wheel. On the contrary, the envelope forms an area of low flux concentration. The envelope is arranged in the pole wheel in the leaky areas, i.e. the areas most affected by magnetic flux leaks. This makes it possible to reduce the magnetic field concentration in these leaky areas and thus reduce magnetic leaks and improve the performance of the machine.
La figure 3 illustre un premier mode de réalisation d’une roue polaire, dont seule une griffe 33 et une partie du plateau 32 sont représentées pour faciliter la lecture de la figure mais toutes les griffes de la roue polaire peuvent être formée de manière identique. Dans ce premier mode de réalisation, le cœur 45 est agencé pour former une première portion périphérique de la griffe 33 s’étendant en vis-à-vis de l’entrefer 37. Autrement dit, le cœur forme une portion apparente de la griffe qui s’étend en regard du stator 15. En particulier dans cet exemple, la première portion périphérique forme une portion de la surface d’extrémité radiale externe 43 de la griffe et s’étend entre l’extrémité libre 39 et la base 38 de ladite griffe.Figure 3 illustrates a first embodiment of a pole wheel, of which only one claw 33 and part of the plate 32 are shown to facilitate reading of the figure, but all the claws of the pole wheel can be formed identically. In this first embodiment, the core 45 is arranged to form a first peripheral portion of the claw 33 extending opposite the air gap 37. In other words, the core forms an apparent portion of the claw which extends opposite the stator 15. In particular in this example, the first peripheral portion forms a portion of the outer radial end surface 43 of the claw and extends between the free end 39 and the base 38 of said claw.
Toujours dans un exemple de ce premier mode de réalisation, le cœur 45 présente une forme trapézoïdale sensiblement de pyramide qui suit la forme de la griffe. Le cœur forme donc une des surface d’extrémité de la griffe 33 ainsi qu’une portion centrale de ladite griffe. La portion centrale est formée à l’intérieur de la griffe sans former une surface apparente de ladite griffe.Still in an example of this first embodiment, the core 45 has a trapezoidal shape substantially of a pyramid which follows the shape of the claw. The core therefore forms one of the end surfaces of the claw 33 as well as a central portion of said claw. The central portion is formed inside the claw without forming an apparent surface of said claw.
De plus, dans l’exemple de la figure 3, l’enveloppe 46 est agencée pour former une deuxième portion périphérique de la griffe 33 s’étendant en vis-à-vis de l’espace inter-griffe 40. En particulier dans cet exemple, la deuxième portion périphérique forme une des surfaces d’extrémité circonférentielle 47 de ladite griffe. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux de la griffe adjacente pour limiter les fuites griffe-griffe F1 représentées sur la figure 2. De préférence, l’enveloppe 36 forme les deux surfaces d’extrémité circonférentielle 47 de la griffe 33.In addition, in the example of Figure 3, the envelope 46 is arranged to form a second peripheral portion of the claw 33 extending vis-à-vis the inter-claw space 40. In particular in this example, the second peripheral portion forms one of the circumferential end surfaces 47 of said claw. This makes it possible to distance the flux concentration zone from the adjacent claw to limit the claw-claw leaks F1 shown in FIG. 2. Preferably, the envelope 36 forms the two circumferential end surfaces 47 of the claw 33.
Toujours dans cet exemple de réalisation, l’enveloppe 46 est agencée pour former l’extrémité libre 39 de la griffe. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux du plateau 32 de l’autre roue polaire 31 pour limiter les fuites extrémité de griffe-base de griffe F2 représentées sur la figure 2 ainsi que les fuites griffe-plateau F5 représentées sur la figure 2.Still in this exemplary embodiment, the casing 46 is arranged to form the free end 39 of the claw. This makes it possible to distance the flux concentration zone of the plate 32 from the other pole wheel 31 to limit the claw end-claw base leaks F2 shown in FIG. 2 as well as the claw-plate F5 leaks shown in FIG. 2.
En outre, dans l’exemple de la figure 3, l’enveloppe 46 est agencée pour former une troisième portion périphérique de la griffe 33 s’étendant en vis-à-vis de la bobine rotorique 35. En particulier, la troisième portion périphérique forme une portion de la surface d’extrémité radiale interne 44 de la griffe et s’étend entre l’extrémité libre 39 et la base 38 de ladite griffe. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux du plateau 32 de la même roue polaire 31 pour limiter les fuites griffe-plateau F3 représentées sur la figure 2.In addition, in the example of Figure 3, the casing 46 is arranged to form a third peripheral portion of the claw 33 extending vis-à-vis the rotor coil 35. In particular, the third peripheral portion forms a portion of the inner radial end surface 44 of the claw and extends between the free end 39 and the base 38 of said claw. This makes it possible to distance the flux concentration zone of the plate 32 from the same pole wheel 31 to limit the claw-plate leaks F3 shown in FIG. 2.
Dans ce premier mode de réalisation, le cœur 45 s’étend uniquement dans une portion de la griffe 33, c’est-à-dire que le plateau 32 et le noyau 34 sont entièrement formés par l’enveloppe 46.In this first embodiment, the core 45 extends only in a portion of the claw 33, that is to say that the plate 32 and the core 34 are entirely formed by the envelope 46.
La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation d’une roue polaire, dont seule une griffe 33 et une partie du plateau 32 sont représentées pour faciliter la lecture de la figure mais toutes les griffes de la roue polaire peuvent être formée de manière identique. Dans ce deuxième mode de réalisation, la griffe et le noyau sont identiques, respectivement, à ceux décrits dans le premier mode de réalisation décrit en référence à la figure 3. Seul le plateau 32 est donc aménagé différemment.Figure 4 illustrates a second embodiment of a pole wheel, of which only one claw 33 and part of the plate 32 are shown to facilitate reading of the figure, but all the claws of the pole wheel can be formed identically. In this second embodiment, the claw and the core are identical, respectively, to those described in the first embodiment described with reference to FIG. 3. Only the plate 32 is therefore arranged differently.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le cœur 45 s’étend dans une partie du plateau 32. Plus précisément, une portion centrale du plateau s’étendant de manière à former un anneau disposé sur le pourtour externe du plateau fait partie du cœur 45. Cette partie du cœur est agencée pour être en contact de la partie du cœur formée dans la griffe 33. Ces deux parties sont continues, c’est-à-dire qu’elles sont issues de matière l’une avec l’autre.In this second embodiment, the heart 45 extends in a part of the plate 32. More precisely, a central portion of the plate extending so as to form a ring arranged on the outer periphery of the plate is part of the heart 45. This part of the core is arranged to be in contact with the part of the core formed in the claw 33. These two parts are continuous, that is to say they are derived from material with one another.
Toujours dans ce deuxième mode de réalisation, l’enveloppe 46 est agencée pour former une portion périphérique inférieure du plateau 32, ladite portion formant la surface d’extrémité axiale inférieure 42 du plateau. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux du plateau 32 de la même roue polaire 31 pour limiter les fuites griffe-plateau F3 représentées sur la figure 2.Still in this second embodiment, the casing 46 is arranged to form a lower peripheral portion of the plate 32, said portion forming the lower axial end surface 42 of the plate. This makes it possible to distance the flux concentration zone of the plate 32 from the same pole wheel 31 to limit the claw-plate leaks F3 shown in FIG. 2.
De plus dans cet exemple, l’enveloppe 46 est agencée pour former une portion périphérique supérieure du plateau 32, ladite portion formant la surface d’extrémité axiale supérieure 41 du plateau. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux du plateau 32 de l’autre roue polaire 31 pour limiter les fuites griffe-plateau F2 représentées sur la figure 2.In addition, in this example, the casing 46 is arranged to form an upper peripheral portion of the plate 32, said portion forming the upper axial end surface 41 of the plate. This makes it possible to distance the flux concentration zone of the plate 32 from the other pole wheel 31 to limit the claw-plate leaks F2 shown in FIG. 2.
En outre, une portion centrale formant le pourtour interne du plateau et la jonction avec le noyau 34 est également formée par l’enveloppe 46.In addition, a central portion forming the internal periphery of the plate and the junction with the core 34 is also formed by the casing 46.
La figure 5 illustre un troisième mode de réalisation d’une roue polaire, dont le noyau 34 a été omis. Dans ce troisième mode de réalisation, la griffe et le noyau sont identiques, respectivement, à ceux décrits dans les premiers et deuxièmes modes de réalisation décrits en référence aux figures 3 et 4. Seul le plateau 32 est donc aménagé différemment.Figure 5 illustrates a third embodiment of a pole wheel, the core 34 of which has been omitted. In this third embodiment, the claw and the core are identical, respectively, to those described in the first and second embodiments described with reference to FIGS. 3 and 4. Only the plate 32 is therefore arranged differently.
Par rapport au deuxième mode de réalisation, la partie centrale du plateau 32 est entièrement formée par une partie du cœur 45. Ainsi, le plateau est formé par un premier anneau formée par une partie de l’enveloppe 46, un deuxième anneau formé par une partie du cœur 45 et un troisième anneau formé par une partie de l’enveloppe 46, les trois anneaux étant superposés axialement.Compared to the second embodiment, the central part of the plate 32 is entirely formed by a part of the heart 45. Thus, the plate is formed by a first ring formed by a part of the envelope 46, a second ring formed by a part of the core 45 and a third ring formed by part of the casing 46, the three rings being superposed axially.
La figure 6 illustre un quatrième mode de réalisation d’une roue polaire. Dans ce quatrième mode de réalisation, la griffe et le plateau sont identiques, respectivement, à ceux décrits dans le troisième mode de réalisation décrit en référence à la figure 5. Seul le noyau 34 est donc aménagé différemment.Figure 6 illustrates a fourth embodiment of a pole wheel. In this fourth embodiment, the claw and the plate are identical, respectively, to those described in the third embodiment described with reference to FIG. 5. Only the core 34 is therefore arranged differently.
Dans ce quatrième mode de réalisation, le cœur 45 s’étend de manière à former une portion du noyau 34 et notamment une surface périphérique circonférentielle interne du noyau. Cette surface étant traversée centralement par l’arbre 13, non illustré ici. Plus précisément, la portion du noyau formée par le cœur présente une forme d’un cylindre creux et est débouchante axialement sur les deux extrémités axiales du noyau 34. Ainsi, la surface d’extrémité axiale 48 du noyau en contact avec la surface d’extrémité axiale du noyau de l’autre roue polaire sont en contact l’une avec l’autre. Le flux magnétique peut ainsi parcourir un chemin complet dans la roue polaire formée uniquement par la zone à concentration de flux, c’est-à-dire par le matériau à plus forte perméabilité.In this fourth embodiment, the core 45 extends so as to form a portion of the core 34 and in particular an internal circumferential peripheral surface of the core. This surface being crossed centrally by the shaft 13, not shown here. More specifically, the portion of the core formed by the core has the shape of a hollow cylinder and opens axially onto the two axial ends of the core 34. Thus, the axial end surface 48 of the core in contact with the surface of axial end of the core of the other pole wheel are in contact with each other. The magnetic flux can thus travel a complete path in the pole wheel formed only by the zone with flux concentration, that is to say by the material with the highest permeability.
Dans cet exemple illustré par la figure 6, l’enveloppe 46 est agencée pour former une surface périphérique circonférentielle externe 50 du noyau. Plus précisément, la portion du noyau formée par l’enveloppe présente une forme d’un cylindre creux entourant la portion formée par le cœur 45. Cela permet d’éloigner la zone à concentration de flux du plateau 32 de la roue polaire 31 pour limiter les fuites noyau-plateau F4 représentées sur la figure 6.In this example illustrated by Figure 6, the envelope 46 is arranged to form an outer circumferential peripheral surface 50 of the core. More specifically, the portion of the core formed by the casing has the shape of a hollow cylinder surrounding the portion formed by the core 45. This makes it possible to distance the flux concentration zone from the plate 32 of the pole wheel 31 to the F4 core-plate leaks shown in Figure 6.
Le cœur 45 est, ici, continu depuis la surface d’extrémité axiale 48 du noyau 34 jusqu’à la surface d’extrémité radiale externe 43 de la griffe 33. De manière similaire, l’enveloppe forme, ici, une zone continue dont toutes les parties sont issues de matière les unes avec les autres.The core 45 is, here, continuous from the axial end surface 48 of the core 34 to the outer radial end surface 43 of the claw 33. Similarly, the envelope forms, here, a continuous zone whose all the parts are made of matter with each other.
Dans un premier exemple de réalisation applicable à l’un quelconque des quatre modes de réalisation décrits ci-dessus, le cœur 45 est formé d’un alliage de Fer-Cobalt ou de Fer-Nickel et l’enveloppe 46 est formée d’un alliage de Fer-Silicium.In a first exemplary embodiment applicable to any one of the four embodiments described above, the core 45 is formed from an iron-cobalt or iron-nickel alloy and the casing 46 is formed from a Iron-Silicon alloy.
La figure 7 représentent la surface d’extrémité radiale externe 43 d’une griffe 33 selon ce premier exemple de réalisation. Par exemple ici, un ratio d’une longueur Hg, prise dans une direction axiale, d’une griffe 33 sur une longueur Hc, prise dans une direction axiale, du cœur 45 de ladite griffe est compris entre 1,4 et 5. Toujours par exemple, un ratio d’une largeur Lg, prise dans une direction circonférentielle, d’une griffe 33 sur une largeur Lc, prise dans une direction circonférentielle, du cœur 45 de ladite griffe est compris entre 1,2 et 5. Ces dimensions permettent d’optimiser la zone à concentration de flux tout en optimisant les coûts de matière première de la roue polaire.FIG. 7 represent the outer radial end surface 43 of a claw 33 according to this first embodiment. For example here, a ratio of a length Hg, taken in an axial direction, of a claw 33 over a length Hc, taken in an axial direction, of the core 45 of said claw is between 1.4 and 5. Always for example, a ratio of a width Lg, taken in a circumferential direction, of a claw 33 to a width Lc, taken in a circumferential direction, of the core 45 of said claw is between 1.2 and 5. These dimensions make it possible to optimize the flux concentration zone while optimizing the raw material costs of the pole wheel.
Dans un second exemple de réalisation applicable à l’un quelconque des quatre modes de réalisation décrits ci-dessus, le cœur 45 est formé d’un alliage de Fer-Silicium et l’enveloppe 46 est formée d’un matériau composite magnétiquement doux. Un tel matériau est également appelé en anglais « soft magnetic composite » ou SMC.In a second exemplary embodiment applicable to any one of the four embodiments described above, the core 45 is formed from an iron-silicon alloy and the casing 46 is formed from a magnetically soft composite material. Such a material is also called in English “soft magnetic composite” or SMC.
La figure 8 représentent la surface d’extrémité radiale externe 43 d’une griffe 33 selon ce second exemple de réalisation. Par exemple ici, un ratio d’une longueur Hg, prise dans une direction axiale, d’une griffe 33 sur une longueur Hc, prise dans une direction axiale, du cœur 45 de ladite griffe est compris entre 1,1 et 2. Toujours par exemple, un ratio d’une largeur Lg, prise dans une direction circonférentielle, d’une griffe 33 sur une largeur Lc, prise dans une direction circonférentielle, du cœur 45 de ladite griffe est compris entre 1,1 et 2. Ces dimensions permettent d’optimiser la zone à concentration de flux tout en optimisant les coûts de matière première de la roue polaire.FIG. 8 represent the outer radial end surface 43 of a claw 33 according to this second embodiment. For example here, a ratio of a length Hg, taken in an axial direction, of a claw 33 over a length Hc, taken in an axial direction, of the core 45 of said claw is between 1.1 and 2. Always for example, a ratio of a width Lg, taken in a circumferential direction, of a claw 33 to a width Lc, taken in a circumferential direction, of the core 45 of said claw is between 1.1 and 2. These dimensions make it possible to optimize the flux concentration zone while optimizing the raw material costs of the pole wheel.
Dans tous les modes de réalisation décrit précédemment, l’enveloppe 46 présente de préférence une épaisseur minimum de 1 mm à chacune de ces portions.In all the embodiments described above, the casing 46 preferably has a minimum thickness of 1 mm at each of these portions.
Le cœur 45 peut être agencé pour atteindre son niveau de saturation magnétique avant que l’enveloppe 46 n’atteigne son niveau de saturation magnétique. Par exemple, la saturation magnétique dépend des dimensions et de la géométrie de l’élément ainsi que de son matériau et notamment de la perméabilité ainsi que du seuil de saturation du matériau.The core 45 can be arranged to reach its magnetic saturation level before the envelope 46 reaches its magnetic saturation level. For example, the magnetic saturation depends on the dimensions and the geometry of the element as well as on its material and in particular on the permeability as well as the saturation threshold of the material.
Par exemple les matériaux formant le cœur 45 et l’enveloppe 46 peuvent présenter des seuils de saturation différent.For example, the materials forming the core 45 and the envelope 46 may have different saturation thresholds.
Le matériau formant l’enveloppe 46 peut comporter des caractéristiques de résistance mécanique supérieure à celle du matériau formant le cœur 45.The material forming the envelope 46 may have characteristics of mechanical strength greater than that of the material forming the core 45.
Une telle roue polaire 31 peut par exemple être fabriquée par moulage à bi-injection, par fabrication additive à l’aide notamment d’une imprimante 3D. Alternativement, la roue polaire peut également être fabriquée par une étape de forgeage pour former l’enveloppe 46 associée à une étage d’usinage permettant l’insertion d’un insert pour former le cœur 45.Such a pole wheel 31 can for example be manufactured by bi-injection molding, by additive manufacturing using in particular a 3D printer. Alternatively, the pole wheel can also be manufactured by a forging step to form the casing 46 associated with a machining stage allowing the insertion of an insert to form the core 45.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des rotors pour machine électrique tournante de véhicule automobile mais elle pourrait également s’appliquer à tout type de machine tournante.The present invention finds applications in particular in the field of rotors for rotating electric motor vehicle machines, but it could also be applied to any type of rotating machine.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. En particulier, la machine électrique tournante est formée de deux parties actives : un rotor et un stator. La description qui précède a été faite en prenant l’exemple du rotor mais l’invention est tout à fait transposable à un stator formé de roue polaire. De même, on ne sortira pas du cadre de l’invention en combinant les différents modes de réalisation au sein d’une même roue polaire ou d’une même partie active. Ainsi, un rotor peut comporter deux roues polaires présentant des structures différentes l’une de l’autre. De manière similaire une même roue polaire peut présenter des griffes de structure différente.Of course, the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the present invention, which would not be departed from by replacing the various elements with any other equivalents. In particular, the rotating electrical machine is formed of two active parts: a rotor and a stator. The foregoing description was made taking the example of the rotor but the invention is entirely transposable to a stator formed of a pole wheel. Similarly, we will not depart from the scope of the invention by combining the different embodiments within the same pole wheel or the same active part. Thus, a rotor can comprise two pole wheels having different structures from each other. Similarly, the same pole wheel may have claws of different structure.
Claims (10)
- au moins une deuxième portion périphérique d’au moins une griffe (33), ladite deuxième portion périphérique étant destinée à s’étendre en regard d’un espace inter-griffe (40) formé entre deux griffes adjacentes ; et/ou
- l’extrémité libre (39) d’au moins une griffe ; et/ou
- une troisième portion périphérique d’au moins une griffe (33), ladite troisième portion périphérique étant destinée à s’étendre en regard d’une bobine rotorique (35) de la partie active.
- at least a second peripheral portion of at least one claw (33), said second peripheral portion being intended to extend facing an inter-claw space (40) formed between two adjacent claws; and or
- the free end (39) of at least one claw; and or
- a third peripheral portion of at least one claw (33), said third peripheral portion being intended to extend facing a rotor coil (35) of the active part.
- une portion périphérique inférieure du plateau (32) ; et/ou
- une portion périphérique supérieure du plateau (32).
- a lower peripheral portion of the tray (32); and or
- an upper peripheral portion of the tray (32).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR1906839A FR3097702B1 (en) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Polar wheel formed from two materials for a rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR1906839A FR3097702B1 (en) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Polar wheel formed from two materials for a rotating electric machine |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR3097702A1 true FR3097702A1 (en) | 2020-12-25 |
| FR3097702B1 FR3097702B1 (en) | 2021-10-15 |
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ID=67999909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1906839A Active FR3097702B1 (en) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | Polar wheel formed from two materials for a rotating electric machine |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19502184A1 (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Bosch Gmbh Robert | Alternating current generator e.g. for vehicle on-board power systems |
| US20060279165A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Remy International, Inc. A Delaware Corporation | Alternator rotor core |
| US20110133595A1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Unipoint Electric Mfg. Co., Ltd. | Alternator and method of manufacturing a rotor core thereof |
-
2019
- 2019-06-24 FR FR1906839A patent/FR3097702B1/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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