WO2013072890A2 - Rotor de machine éléctrique tournante a concentration de flux - Google Patents

Rotor de machine éléctrique tournante a concentration de flux Download PDF

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WO2013072890A2
WO2013072890A2 PCT/IB2012/056500 IB2012056500W WO2013072890A2 WO 2013072890 A2 WO2013072890 A2 WO 2013072890A2 IB 2012056500 W IB2012056500 W IB 2012056500W WO 2013072890 A2 WO2013072890 A2 WO 2013072890A2
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rotor
magnets
magnet
mass
housing
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PCT/IB2012/056500
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WO2013072890A3 (fr
Inventor
Marc Elkeletian
Edouard BOMME
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Moteurs Leroy-Somer
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Publication date
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Publication of WO2013072890A2 publication Critical patent/WO2013072890A2/fr
Publication of WO2013072890A3 publication Critical patent/WO2013072890A3/fr

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect

Definitions

  • the present invention relates to rotating electrical machines, including synchronous machines, including motors, and more particularly the rotors of such machines.
  • the invention is concerned with permanent magnet and flux concentration rotors.
  • the flux concentration rotors comprise a rotor mass in which permanent magnets are housed, the latter being engaged in housings oriented most often radially.
  • Permanent magnets are in a known manner magnetized so that their faces which extend both radially and longitudinally have opposite polarities, so as to allow two consecutive magnets placed in the rotor mass to have the same polarities on their faces opposite.
  • the international application WO 2008/139307 relates to a rotating electrical machine comprising permanent magnets each consisting of three parallelepipeds inserted successively into the rotor, so that they are not configured to provide a keying during their implementation.
  • the present invention aims to meet this need and to overcome all or part of the disadvantages mentioned above.
  • the object of the invention is, according to one of its aspects, a rotating electric machine rotor with flux concentration, comprising:
  • a rotor mass disposed on the shaft, having a central opening for mounting it on the shaft, and defining housings, and permanent magnets arranged in the housings, the rotor mass and the magnets being configured so as to provide a foolproof the placement of magnets in the rotor mass.
  • Keying can be achieved by the special shape of the permanent magnets and allow to ensure when mounting the rotor that the magnets are inserted in the right direction in the rotor mass.
  • At least one permanent magnet may be asymmetrical with respect to a median plane and better still all the permanent magnets are asymmetrical with respect to a median plane.
  • At least one permanent magnet is asymmetrical with respect to a median plane (S) intersecting it in the middle, the median plane (S) extending both longitudinally and radially. All permanent magnets may be asymmetrical with respect to a median plane intersecting each corresponding magnet in its middle.
  • An asymmetric permanent magnet with respect to a median plane can be asymmetrical with respect to a rotor radius cutting it in the middle.
  • a housing for receiving a permanent magnet may be asymmetrical with respect to a median plane. Such a plane can extend both longitudinally and radially.
  • Two consecutive magnets can thus be placed symmetrically with each other with respect to a median plane of the rotor passing between them, this plane extending both radially and longitudinally, that is to say according to the axis of rotation of the rotor, for example with respect to a radius of the rotor passing between them.
  • two consecutive magnets are placed inverted in the stack.
  • two consecutive housings may also be symmetrical to one another with respect to a plane containing a radius of the rotor and passing between them.
  • At least one permanent magnet may have in cross section two radial edges which converge towards each other in the direction of the axis of rotation of the rotor on at least a portion of the cross section of the magnet, these radial edges respectively forming with a radius of the rotor cutting the corresponding magnet in the middle a first angle ⁇ and a second angle ⁇ , the first and second angles being different.
  • All the magnets may comprise in cross section two radial edges which converge towards each other in the direction of the axis of rotation of the rotor over at least a portion of the cross section of the magnet, these radial edges forming respectively with a rotor radius intersecting the corresponding magnet in the middle a first angle a and a second angle ⁇ , the first and second angles being different.
  • the permanent magnets may each have, in cross section, a shape not entirely rectangular and not completely trapezoidal.
  • the magnets may for example have a shape that is both partially rectangular and partially trapezoidal.
  • a magnet may comprise in cross section two edges which are parallel to one another on a first portion of the cross section of the magnet, and two edges converging towards each other towards the axis of rotation on a second portion of the cross section of the magnet.
  • This second portion may be closer to the axis of rotation than the first portion.
  • the permanent magnets thus have a tapered shape at their end closest to the axis of rotation, which makes it easier to keep close to the shaft a width of the rotor mass between the magnets sufficient, especially for the strength of the rotor, while benefiting from magnets having a large radial dimension and therefore a rotor mass having a large radial extent, with a shaft having a relatively small diameter.
  • At least one housing, or all housing may have a shape complementary to that of the corresponding permanent magnet. At least one housing, or all housing, may receive only one magnet, at least when moving circumferentially and radially. At least one housing, or all housing, may possibly receive several magnets stacked longitudinally.
  • At least one housing may have a first portion which is delimited laterally by opposite edges parallel to each other. At least one housing may have a second portion which is delimited laterally by opposite edges converging towards each other in the direction of the axis of rotation.
  • a convergent edge of a housing and a consecutive convergent edge of the consecutive housing can form with a radius of the rotor passing in their middle two equal angles.
  • the portion of magnetic mass defined by the two consecutive housings then comprises edges forming with respective radii of the rotor cutting the sheet portion in the middle two equal angles.
  • the two consecutive edges may in one embodiment be parallel. Given the asymmetrical shape of the permanent magnets and the housings, the two edges of one portion of rotor mass out of two can be parallel to each other as one moves around the axis of rotation of the rotor, while the edges of the other magnetic mass portions converge toward the axis of rotation.
  • At least one housing may have a third portion delimited by convergent opposing edges that can cooperate with the shaft to allow the drive of the rotor mass.
  • the opposite edges of the third portion may or may not be rectilinear. They may for example be curved, of shape corresponding at least partially to the form of splines of the tree.
  • the rotor mass may comprise a stack of layers of magnetic sheet.
  • the rotor may be devoid of reported pole pieces, and the construction of the rotor can be simplified.
  • the stack of magnetic sheet layers may comprise a stack of magnetic sheets, each in one piece, each sheet forming a layer of the stack.
  • the stack of magnetic sheet layers may comprise one or more magnetic sheet (s) wound on it (s) itself, each sheet being able to form several layers of the stack, according to the number of holes on which it is rolled up on itself.
  • a sheet may comprise a succession of sectors connected by material bridges.
  • Material bridges can form the bottom of a permanent magnet housing.
  • a sheet may comprise a number of sectors equal to the number of poles of the rotor.
  • a sheet may comprise a number of sectors greater than the number of rotor poles, for example a multiple of the number of rotor poles, two sectors of one and the same plate that can be superimposed on one another when the sheet is wound to form the rotor mass.
  • the sheet (s) may be open towards the rotor shaft.
  • Each of the sheets can define at least two housings for permanent magnets, in particular at least three, better a housing number equal to the number of rotor poles, or more.
  • each rotor plate is cut from a sheet of magnetic steel, for example steel 0.1 to 1.5 mm thick.
  • the sheets can be coated with an electrical insulating varnish on their opposite faces before assembly within the stack. The insulation can still be obtained by a heat treatment of the sheets.
  • a magnet comprises a groove, in particular a longitudinal groove, that is to say a groove extending parallel to the axis of rotation of the rotor, when the permanent magnet is in place in the rotor mass.
  • the groove may be located on one of the faces of the permanent magnet which extend both radially and longitudinally. This groove thus allows keying during assembly.
  • the groove can be replaced by a rib.
  • the keying can also be obtained through the use of a polarizer reported on the magnet or on the rotor mass.
  • the rotor mass may for example comprise a reported polarizer fixed to the sheet stack before the establishment of magnets.
  • the reported polarizer can be placed on a longitudinal side of the magnet, or on a radial face of the latter.
  • the polarizer reported is for example formed by a bead of glue.
  • the polarizer may for example be integrated in a magnetic envelope of the permanent magnets, present on the latter before their introduction in the stack.
  • the keying can also be obtained with sheets that can be slightly offset relative to each other in the stack, a magnet having a corresponding asymmetry, so as not to allow the Inserting a magnet into the stack only in one direction.
  • a permanent magnet, or all permanent magnets may be in cross section of symmetrical shape with respect to a plane of symmetry, for example of rectangular or trapezoidal shape, or other, and be asymmetrical in longitudinal section, relative to at a median plane (Q) extending transversely to the axis of the rotor.
  • At least one of the housings is of oblong shape, preferably elongated in a radial direction.
  • all the housings are oblong, elongate in a radial direction.
  • the housings may have an axis of greater size which coincides with a radius of the rotor, or not. The larger axis may be parallel to a radius.
  • Such dwellings include those for which the greatest radial dimension of the housing is greater than the largest circumferential dimension of the housing, measured between two points at the same distance from the center, along a segment passing through these points and perpendicular to a bisecting beam.
  • the distribution of the housings is advantageously regular and symmetrical, facilitating the cutting of the rotor sheet and the mechanical stability after cutting when the rotor mass consists of a superposition of rotor plates.
  • the number of housings and magnets depends on the polarity of the rotor.
  • the rotor mass may comprise any number of housing pairs, for example 6 or 8 slots.
  • the dwellings may have a longitudinal dimension, in particular radial, greater than or equal to that of the permanent magnets received inside these dwellings. This may allow wider manufacturing tolerances of the rotor mass and magnets and may allow, if necessary, jamming of the magnets in the housings by centrifugation.
  • Magnets can be buried in the rotor mass. In other words, the magnets are covered by the layers of magnetic sheets at the gap. The surface of the rotor at the air gap can be entirely defined by the edge of the magnetic sheet layers and not by the magnets. The housing does not open then radially outward.
  • the shaft may be made of a non-magnetic material, for example non-magnetic stainless steel, which advantageously makes it possible to reduce magnetic leakage at the foot of the magnets and to improve the electromagnetic performance of the rotor.
  • the shaft may comprise a nonmagnetic sleeve in contact with the rotor mass, the sleeve being mounted on a magnetic axis or not, preferably non-magnetic.
  • the shaft may comprise torque transmission means for driving in rotation of the rotor mass, for example grooves at its periphery.
  • the embodiment of the grooves may advantageously require only a little precision, while providing a satisfactory result in the mounting and driving of the rotor mass.
  • the profile of a groove may be in cross-sectionally developing section, which may facilitate the centering of the shaft relative to the rotor mass, and excellent torque transmission.
  • the profile of the grooves can be different, and the centering to be different.
  • the flutes can for example be made by rolling by means of wheels, or by cutting, or broaching, or by another method.
  • the grooves may extend over a portion only of the length of the shaft, and in particular over all or part of the length of the rotor.
  • the flutes may extend over several portions of the length of the shaft, separated by one or more portions without flutes, for example two fluted portions each located at one end of the rotor mass.
  • the length of the grooved zone (s) may be chosen so as to be sufficient to allow the transmission of torque, while at the same time making it possible to limit the manufacturing difficulties of these splines.
  • the number of splines may be equal to the number of poles of the rotor, or be a multiple of the number of poles of the rotor, for example double.
  • the grooves extend radially beyond permanent magnets.
  • the permanent magnets are farther from the axis of rotation than the top of the flutes.
  • the grooves thus cooperate with a sheet portion that is not radially at the same level as one or more magnets.
  • the grooves protrude in the stack between two consecutive permanent magnets.
  • the flutes extend radially at least partially between the permanent magnets.
  • At least one permanent magnet may comprise a mark making it possible to differentiate one from the other its two longitudinal end faces. It may be for example a colored sign. This mark can help the operator to correctly orient the magnet when inserted into the corresponding slot.
  • All permanent magnets may include a mark for differentiating the two longitudinal end faces of a magnet from one another. These marks can allow easy and quick visual inspection of the correct placement of the magnets in their housing after assembly. For example, when we observe the rotor along its axis of rotation by one of its ends, we can see the presence of the mark on all magnets on one side, and no mark on the other side. As a variant, especially in the case where two consecutive housings are different and symmetrical with respect to each other, it is possible to note the presence of a mark on one magnet out of two, and the same is true when observe the rotor on the other side.
  • the rotor can be cantilevered or not.
  • the rotor mass may comprise one or more holes to lighten the rotor, to allow its balancing or for the assembly of the rotor plates constituting it. Holes may allow the passage of tie rods now integral with the sheets.
  • the sheet layers can be snapped onto each other.
  • the housings can be filled at least partially with a non-magnetic synthetic material. This material can lock in place the magnets in the housing and / or increase the cohesion of the sheet package.
  • the rotor mass may comprise, where appropriate, one or more reliefs contributing to the proper positioning of the magnets, especially in the radial direction.
  • the rotor mass may have an outer contour which is circular or multilobed, a multi-lobed shape may be useful for example to reduce torque ripples or harmonics of current or voltage.
  • the rotor can receive an outer ring, which surrounds the package of sheets. This can reduce the length of the material bridge connecting two consecutive sectors.
  • the invention also relates to a rotating electrical machine, such as a synchronous motor or a synchronous generator, comprising one of the rotors as defined above.
  • This machine may comprise a stator with concentrated or distributed winding.
  • FIG. 1 is a diagrammatic and partial perspective view of an exemplary rotor made in accordance with the invention
  • FIG. 2 is a schematic and partial perspective view of the rotor shaft of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a cross-section, diagrammatically and partially, of the rotor of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents, in isolation and from the front, a magnetic sheet
  • FIG. 5 represents a detail of FIG. 4,
  • FIG. 6 represents a detail of embodiment of FIG. 3,
  • FIG. 7 is a view similar to FIG. 6 illustrating an alternative embodiment
  • FIGS. 8 to 11 are cross sections of embodiments of permanent magnets according to the invention, and FIG. 12 is a longitudinal section of the permanent magnet of FIG.
  • the rotor 1 shown in FIG. 1 comprises a rotor magnetic mass 3 extending axially along the axis of rotation X of the rotor, this rotor mass being for example formed by a stack of magnetic sheets 4 stacked along the X axis, the sheets being for example identical and superimposed exactly. They can be held in each other by clipping, rivets, welds or any other technique.
  • the rotor mass may comprise at least one magnetic sheet wound on itself.
  • a sheet comprises a succession of sectors 4a connected by material bridges 4b, the material bridges can form the bottom of a housing of a permanent magnet.
  • the magnetic sheets are preferably magnetic steel. All grades of magnetic steel can be used.
  • the rotor mass 3 is mounted on a shaft 2 which, in the example considered, is made of a non-magnetic material, for example non-magnetic stainless steel or aluminum.
  • the material may for example be type 304 nonmagnetic stainless steel.
  • the rotor mass 3 comprises a central opening 5 for mounting on the shaft 2.
  • the fixing of the rotor mass 3 on the shaft 2 can be done by means of an axial locking system, for example with one side a stop 2b material and on the other side a serrated stop washer 6.
  • the assembly can be performed cold or hot.
  • the transmission of the torque is obtained by grooves 2a disposed at the periphery of the shaft 2.
  • the profile of a groove may be in cross-section in involute of a circle, which may allow a satisfactory centering of the shaft relative to the rotor mass, and excellent torque transmission.
  • the flutes may extend over one or more portions only of the length of the shaft, as illustrated in Figure 2, where the flutes extend over two portions of the length of the shaft separated by a portion without flutes, each located at one end of the rotor mass.
  • the clearances 2c obtained on either side of the fluted portions may allow to receive any chips that would be formed during the establishment of the rotor mass 3 on the shaft 2, and not to disturb the correct axial positioning from the whole.
  • the stiffness of the rotor mass is preferably chosen so that the latter can be deformed during assembly on the spline shaft.
  • the rotor 1 comprises a plurality of permanent magnets 7 arranged in corresponding housings 8 of the rotor magnetic mass 3, so that two consecutive magnets 7 have the same polarities on their facing faces.
  • the magnets may for example be made of ferrite or alternatively rare earths, for example neodymium or other type.
  • the rotor mass is configured to allow the placing of the magnets in the stack of magnetic sheet layers in one direction, so as to play the role of polarizer during assembly.
  • the permanent magnets are asymmetrical for this purpose.
  • the rotor 1 is disposed inside a not shown stator, which comprises for example a concentrated or distributed winding.
  • This stator makes it possible to generate a rotating magnetic field driving the rotor in rotation, in the context of a synchronous motor, and in the case of an alternator, the rotation of the rotor induces an electromotive force in the stator windings.
  • the housings 8 do not open on the outside of the rotor sheet.
  • the housings 8 may in particular be separated from the periphery of the rotor sheet by the material bridge 4b formed in the sheet, of a thickness e preferably between 0.1 and 3 mm.
  • the sectors 4a and the housings 8 have a shape corresponding to that of the magnets, and the shape of the sectors 4a toward their free end closest to the shaft corresponds to the shape of the grooves 2a, as illustrated in FIG. 5.
  • Each housing 8 may have a radial dimension / greater than that of the corresponding magnets. More particularly, each housing 8 may comprise a main portion 8a whose radial dimension corresponds to that of the associated magnet 7, and an end portion 8b radially internal to the magnet 7, as shown in FIG. 6.
  • the main portion 8a of a housing has for example a shape that corresponds substantially to that of the magnet 7, in cross section.
  • a magnet 7 has in cross section two radial edges 34 which are parallel to one another on a first portion 7a of the cross section of the magnet, and two radial edges 35 converging on one side. towards the other towards the axis of rotation on a second portion 7b of the cross section of the magnet, and the housing 8 has on the main portion 8a opposite edges 30 of corresponding shape, parallel to each other along the first portion 7a and opposite edges 31 converging along the second portion 7b of the magnet.
  • the magnets are thus asymmetrical in cross section each relative to a respective median plane S.
  • Two consecutive magnets are placed symmetrically one of the other relative to a plane P passing between them, as illustrated in FIG. 4.
  • the planes P and S are planes extending both radially and longitudinally. Thus, two consecutive magnets are placed inverted in the housing of the sheets.
  • two consecutive housings 8 are symmetrical to each other with respect to the plane P passing between them.
  • the two consecutive edges 31 of two consecutive housings on the second portion 7b of the magnets are in the exemplary embodiment illustrated parallel to each other when one moves around the axis of rotation of the rotor and defines an end sheet portion 4c 'of the sector 4a having parallel edges.
  • a convergent edge 31 of a housing and a consecutive convergent edge 31 of the subsequent housing can form with a radial plane of the rotor passing in their middle two equal angles.
  • the sheet portion 4c "defined by the two consecutive housings and comprises edges 31 forming with a radius of the rotor intersecting in the middle each an angle ⁇ , the two angles ⁇ being equal, the two edges being convergent towards the
  • ends of sectors 4c 'with parallel edges 31 alternate with ends of sectors 4c' 'with convergent edges 31 as one moves around the axis of rotation of the rotor, as can be seen from FIG. in Figure 6.
  • the housing 8 further has an end portion 8b which is delimited laterally by convergent opposite edges 32 towards each other in the direction of the axis of rotation.
  • the opposite edges 32 may be rectilinear or not. They can for example be curved. In the example described, the edges 32 have the shape of a involute of circle, so that the profile of the sheet corresponds to the profile of the corresponding groove 2a.
  • the edges 32 open into the central opening of the rotor. These edges convergent opposites 32 of the second portion cooperate with the shaft to allow the drive of the rotor mass.
  • the grooves 2a extend radially beyond the permanent magnets.
  • the permanent magnets extend radially beyond the flutes.
  • the grooves 2a thus cooperate with a sheet portion which is not radially adjacent to one or more magnets.
  • the grooves 2a can project into the stack between two consecutive permanent magnets.
  • the flutes extend radially at least partially between the permanent magnets. If necessary, the grooves can come directly into contact with the magnets.
  • All permanent magnets may have an M mark to differentiate the two longitudinal end faces of a magnet from one another. For example, as illustrated in FIG. 3, when the rotor is observed along its axis of rotation by one of its ends, the presence of the mark on one magnet out of two is observed, and it is the same when the rotor is observed on the other side. This result is due to the fact that in the example described two consecutive housings are different and symmetrical with respect to each other.
  • a synthetic material can be injected into the housings 8, so as to block the magnets in the housing 8 and / or ensure the cohesion of the sheet package.
  • the material used is for example an epoxy resin or a thermoplastic material.
  • the locking of the magnets 7 can also be effected by clamping under the action of the centrifugal force.
  • a magnet may comprise a groove.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of a permanent magnet 7 comprising a longitudinal groove 60, that is to say a groove extending along the axis of rotation of the rotor, when the permanent magnet is in position. place in the rotor mass.
  • the groove may be located on one of the faces that extend both radially and longitudinally of the permanent magnet. This groove thus allows keying during assembly.
  • the rotor mass has a corresponding shape, the sheets comprising, for example, tongues intended to cooperate with the grooves of the magnets.
  • the keying can also be obtained through the use of a polarizer reported on the magnet or on the rotor mass.
  • a polarizer reported on the magnet or on the rotor mass.
  • the polarizer 61 can be placed on a longitudinal face of the magnet, as shown in FIG. 9, or alternatively on a radial face thereof, as illustrated in Figure 10. It can be fixed by gluing for example or by other means on the magnet, or on the rotor mass. It can be formed by a bead of glue, if necessary.
  • the keying can also be obtained with sheets that can be slightly offset relative to each other in the stack, a magnet having a corresponding asymmetry, so as not to allow the Inserting a magnet into the stack only in one direction.
  • the permanent magnet is in cross section of symmetrical shape with respect to a plane of symmetry S, as illustrated in FIG. 11, being for example of rectangular shape as illustrated, or trapezoidal, or other, and being asymmetric in nature. longitudinal section, with respect to a median plane Q extending transversely to the axis X of the rotor, as illustrated in FIG. 12.
  • the sheets can be made with holes to allow the passage of connecting rods of the laminations of the rotor mass.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un rotor de machine électrique tournante à concentration de flux, comportant: -un arbre (2) s'étendant selon un axe de rotation du rotor, -une masse rotorique (3) disposée sur l'arbre, présentant une ouverture centrale (5) pour son montage sur l'arbre, et définissant des logements, et -des aimants permanents disposés dans les logements, la masse rotorique et les aimants étant configurés de manière à assurer un détrompage à la mise en place des aimants dans la masse rotorique.

Description

ROTOR DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE A CONCENTRATION DE FLUX
La présente invention concerne les machines électriques tournantes, notamment les machines synchrones, dont les moteurs, et plus particulièrement les rotors de telles machines. L'invention s'intéresse aux rotors à aimants permanents et à concentration de flux. Les rotors à concentration de flux comportent une masse rotorique dans laquelle sont logés des aimants permanents, ces derniers étant engagés dans des logements orientés le plus souvent radialement.
Les aimants permanents sont de manière connue aimantés de manière à ce que leurs faces qui s'étendent à la fois radialement et longitudinalement présentent des polarités opposées, de manière à permettre que deux aimants consécutifs mis en place dans la masse rotorique présentent des mêmes polarités sur leurs faces en regard.
Il est connu d'utiliser des aimants permanents ayant une forme rectangulaire ou trapézoïdale, par exemple par les demandes de brevet EP 1 152 516, EP 1 249 919, EP 0 013 157, ou dans le brevet US 5 452 590. Avec de tels aimants, il existe un risque lors de l'insertion des aimants permanents dans la masse magnétique que l'opérateur insère les aimants de manière inversée et que deux aimants permanents consécutifs ne présentent pas une même polarité sur leurs faces en regard.
La demande internationale WO 2008/139307 porte sur une machine électrique tournante comportant des aimants permanents chacun constitués de trois parallélépipèdes insérés successivement dans le rotor, de sorte qu'ils ne sont pas configurés de manière à assurer une détrompage lors de leur mise en place.
Il existe un besoin pour perfectionner encore les rotors à concentration de flux, notamment afin de faciliter leur fabrication, tout en bénéficiant de performances électriques et mécaniques satisfaisantes.
La présente invention vise à répondre à ce besoin et à remédier à tout ou partie des inconvénients mentionnés ci-dessus.
L'invention a pour objet, selon l'un de ses aspects, un rotor de machine électrique tournante à concentration de flux, comportant :
- un arbre s 'étendant selon un axe de rotation du rotor,
- une masse rotorique disposée sur l'arbre, présentant une ouverture centrale pour son montage sur l'arbre, et définissant des logements, et des aimants permanents disposés dans les logements, la masse rotorique et les aimants étant configurés de manière à assurer un détrompage à la mise en place des aimants dans la masse rotorique. Une telle configuration permet de n'autoriser lors de la mise en place des aimants dans leur logement qu'un seul sens de montage, et donc de jouer le rôle de détrompeur mécanique. On évite ainsi de fixer un aimant avec une polarité inversée par rapport à celle qui convient.
Le détrompage peut être obtenu grâce à la forme particulière des aimants permanents et permettre d'assurer lors du montage du rotor que les aimants sont insérés dans le bon sens dans la masse rotorique.
Au moins un aimant permanent peut être asymétrique par rapport à un plan médian et mieux tous les aimants permanents sont asymétriques par rapport à un plan médian.
Dans une variante de réalisation, au moins un aimant permanent est asymétrique par rapport à un plan médian (S) le coupant en son milieu, le plan médian (S) s'étendant à la fois longitudinalement et radialement. Tous les aimants permanents peuvent être asymétriques par rapport à un plan médian coupant chaque aimant correspondant en son milieu. Un aimant permanent asymétrique par rapport à un plan médian peut être asymétrique par rapport à un rayon du rotor le coupant en son milieu. De même, un logement destiné à recevoir un aimant permanent peut être asymétrique par rapport à un plan médian. Un tel plan peut s'étendre à la fois longitudinalement et radialement.
Deux aimants consécutifs peuvent être ainsi placés de manière symétrique l'un de l'autre par rapport à un plan médian du rotor passant entre eux, ce plan s'étendant à la fois radialement et longitudinalement, c'est-à-dire selon l'axe de rotation du rotor, par exemple par rapport à un rayon du rotor passant entre eux. Ainsi, deux aimants consécutifs sont mis en place de manière inversée dans l'empilement. Dans ce cas, deux logements consécutifs peuvent également être symétriques l'un de l'autre par rapport à plan contenant un rayon du rotor et passant entre eux.
Au moins un aimant permanent peut présenter en section transversale deux bords radiaux qui sont convergents l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation du rotor sur une portion au moins de la section transversale de l'aimant, ces bords radiaux formant respectivement avec un rayon du rotor coupant l'aimant correspondant en son milieu un premier angle a et un deuxième angle β, les premier et deuxième angles étant différents. Tous les aimants peuvent comporter en section transversale deux bords radiaux qui sont convergents l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation du rotor sur une portion au moins de la section transversale de l'aimant, ces bords radiaux formant respectivement avec un rayon du rotor coupant l'aimant correspondant en son milieu un premier angle a et un deuxième angle β, les premier et deuxième angles étant différents.
Les aimants permanents peuvent présenter chacun, en section transversale, une forme non entièrement rectangulaire et non entièrement trapézoïdale. Les aimants peuvent par exemple présenter une forme à la fois partiellement rectangulaire et partiellement trapézoïdale. Un aimant peut par exemple comporter en section transversale deux bords qui sont parallèles l'un à l'autre sur une première portion de la section transversale de l'aimant, et deux bords convergeant l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation sur une deuxième portion de la section transversale de l'aimant.
Cette deuxième portion peut être plus proche de l'axe de rotation que la première portion. Les aimants permanents ont ainsi une forme effilée à leur extrémité la plus proche de l'axe de rotation, ce qui permet plus facilement de conserver à proximité de l'arbre une largeur de la masse rotorique entre les aimants suffisante, notamment pour la solidité du rotor, tout en bénéficiant d'aimants ayant une dimension radiale importante et donc d'une masse rotorique ayant une étendue radiale importante, avec un arbre ayant un diamètre relativement peu important.
Au moins un logement, voire tous les logements, peuvent présenter une forme complémentaire de celle de l'aimant permanent correspondant. Au moins un logement, voire tous les logements, peuvent ne recevoir qu'un seul aimant, au moins lorsque l'on se déplace circonférentiellement et radialement. Au moins, un logement, voire tous les logements, peuvent éventuellement recevoir plusieurs aimants empilés longitudinalement.
Au moins un logement peut présenter une première portion qui est délimitée latéralement par des bords opposés parallèles l'un à l'autre. Au moins un logement peut présenter une deuxième portion qui est délimitée latéralement par des bords opposés convergents l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation.
Un bord convergent d'un logement et un bord convergent consécutif du logement consécutif peuvent former avec un rayon du rotor passant en leur milieu deux angles égaux. La portion de masse magnétique définie par les deux logements consécutifs comporte alors des bords formant avec des rayons respectifs du rotor coupant la portion de tôle en son milieu deux angles égaux. Les deux bords consécutifs peuvent dans un exemple de réalisation être parallèles. Compte tenu de la forme asymétrique des aimants permanents et des logements, les deux bords d'une portion de masse rotorique sur deux peuvent être parallèles entre eux lorsque l'on se déplace autour de l'axe de rotation du rotor, tandis que les bords des autres portions de masse magnétique sont convergents en direction de l'axe de rotation.
Au moins un logement peut présenter une troisième portion délimitée par des bords opposés convergents qui peuvent coopérer avec l'arbre pour permettre l'entraînement de la masse rotorique. Les bords opposés de la troisième portion peuvent être ou non rectilignes. Ils peuvent par exemple être courbes, de forme correspondant au moins partiellement à la forme de cannelures de l'arbre.
La masse rotorique peut comporter un empilement de couches de tôle magnétique. Ainsi, le rotor peut être dépourvu de pièces polaires rapportées, et la construction du rotor peut s'en trouver simplifiée.
L'empilement de couches de tôle magnétique peut comporter un empilement de tôles magnétiques, chacune d'un seul tenant, chaque tôle formant une couche de l'empilement.
En variante l'empilement de couches de tôle magnétique peut comporter une ou plusieurs tôle(s) magnétique(s) enroulée(s) sur elle(s)-même(s), chaque tôle pouvant former plusieurs couches de l'empilement, selon le nombre de trous sur lesquels elle est enroulée sur elle-même.
Une tôle peut comporter une succession de secteurs reliés par des ponts de matière. Les ponts de matière peuvent former le fond d'un logement d'un aimant permanent.
Une tôle peut comporter un nombre de secteurs égal au nombre de pôles du rotor. En variante, une tôle peut comporter un nombre de secteurs supérieur au nombre de pôles du rotor, par exemple un multiple du nombre de pôles du rotor, deux secteurs d'une même tôle pouvant venir se superposer l'un sur l'autre lorsque la tôle est enroulée pour former la masse rotorique.
La ou les tôle(s) peuvent être ouvertes vers l'arbre du rotor. Chacune des tôles peut définir au moins deux logements pour les aimants permanents, notamment au moins trois, mieux un nombre de logement égal au nombre de pôles du rotor, voire plus.
Les logements peuvent déboucher radialement sur l'ouverture centrale. Lorsque l'on se déplace depuis l'axe de rotation jusqu'à un aimant selon une direction radiale, on peut ne pas rencontrer de matériau magnétique. Une telle configuration permet de minimiser, voire de supprimer, les fuites magnétiques au pied des aimants, grâce à l'absence de matière magnétique entre les aimants et l'arbre. Chaque tôle rotorique est par exemple découpée dans une feuille d'acier magnétique, par exemple de l'acier de 0,1 à 1 ,5 mm d'épaisseur. Les tôles peuvent être revêtues d'un vernis isolant électrique sur leurs faces opposées avant leur assemblage au sein de l'empilement. L'isolation peut encore être obtenue par un traitement thermique des tôles.
Dans une variante de réalisation de l'invention, un aimant comporte une rainure, notamment une rainure longitudinale, c'est-à-dire une rainure s 'étendant parallèlement à l'axe de rotation du rotor, lorsque l'aimant permanent est en place dans la masse rotorique. La rainure peut être située sur l'une des faces de l'aimant permanent qui s'étendent à la fois radialement et longitudinalement. Cette rainure permet ainsi le détrompage lors du montage. La rainure peut être remplacée par une nervure.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le détrompage peut également être obtenu grâce à l'usage d'un détrompeur rapporté sur l'aimant ou sur la masse rotorique. La masse rotorique peut par exemple comporter un détrompeur rapporté, fixé à l'empilement de tôle avant la mise en place des aimants. En variante, le détrompeur rapporté peut être mis en place sur une face longitudinale de l'aimant, ou sur une face radiale de ce dernier. Le détrompeur rapporté est par exemple formé par un cordon de colle.
En variante ou additionnellement, le détrompeur peut par exemple être intégré à une enveloppe magnétique des aimants permanents, présente sur ces derniers avant leur mise en place dans l'empilement.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le détrompage peut encore être obtenu avec des tôles qui peuvent être légèrement décalées les unes par rapport aux autres dans l'empilement, un aimant présentant une dissymétrie correspondante, de manière à n'autoriser l'insertion d'un aimant dans l'empilement que dans un seul sens. Dans ce cas, un aimant permanent, voire tous les aimants permanents, peuvent être en section transversale de forme symétrique par rapport à un plan de symétrie, par exemple de forme rectangulaire ou trapézoïdale, ou autre, et être asymétriques en section longitudinale, par rapport à un plan médian (Q) s 'étendant transversalement à l'axe du rotor.
Au moins l'un des logements est de forme oblongue, allongé de préférence selon une direction radiale. De préférence, tous les logements sont de forme oblongue, allongés selon une direction radiale. Les logements peuvent avoir un axe de plus grande dimension qui coïncide avec un rayon du rotor, ou non. L'axe de plus grande dimension peut être parallèle à un rayon. De tels logements englobent ceux pour lesquels la plus grande dimension radiale du logement est supérieure à la plus grande dimension circonférentielle du logement, mesurée entre deux points à une même distance du centre, le long d'un segment passant par ces points et perpendiculaire à un rayon bissecteur.
La répartition des logements est avantageusement régulière et symétrique, facilitant la découpe de la tôle rotorique et la stabilité mécanique après découpe quand la masse rotorique est constituée d'une superposition de tôles rotoriques.
Le nombre de logements et d'aimants dépend de la polarité du rotor. La masse rotorique peut comporter un nombre quelconque de paires de logements, par exemple 6 ou 8 logements.
Les logements peuvent avoir une dimension longitudinale, notamment radiale, supérieure ou égale à celle des aimants permanents reçus à l'intérieur de ces logements. Cela peut autoriser des tolérances de fabrication plus larges de la masse rotorique et des aimants et peut permettre, le cas échéant, un coincement des aimants dans les logements par centrifugation.
Les aimants peuvent être enterrés dans la masse rotorique. Autrement dit, les aimants sont recouverts par les couches de tôles magnétiques au niveau de l'entrefer. La surface du rotor au niveau de l'entrefer peut être entièrement définie par le bord des couches de tôles magnétiques et non par les aimants. Les logements ne débouchent alors pas radialement vers l'extérieur.
L'arbre peut être réalisé dans un matériau amagnétique, par exemple de l'inox amagnétique, ce qui permet avantageusement de diminuer les fuites magnétiques au niveau du pied des aimants et d'améliorer les performances électromagnétiques du rotor. L'arbre peut comporter un manchon amagnétique en contact avec la masse rotorique, le manchon étant monté sur un axe magnétique ou non, de préférence amagnétique.
L'arbre peut comporter des moyens de transmission de couple pour l'entraînement en rotation de la masse rotorique, par exemple des cannelures à sa périphérie. La réalisation des cannelures peut avantageusement ne nécessiter que peu de précision, tout en fournissant un résultat satisfaisant quant au montage et à l'entraînement de la masse rotorique.
Le profil d'une cannelure peut être en section transversale en développante de cercle, ce qui peut faciliter le centrage de l'arbre par rapport à la masse rotorique, et une excellente transmission de couple. Bien entendu, le profil des cannelures peut être autre, et le centrage se faire autrement. Les cannelures peuvent être par exemple réalisées par roulage au moyen de molettes, ou encore par taillage, ou par brochage, ou encore par un autre procédé.
Les cannelures peuvent s'étendre sur une portion seulement de la longueur de l'arbre, et notamment sur tout ou partie de la longueur du rotor. Les cannelures peuvent s'étendre sur plusieurs portions de la longueur de l'arbre, séparées par une ou plusieurs portions sans cannelures, par exemple deux portions cannelées situées chacune à une extrémité de la masse rotorique. La longueur de la ou des zone(s) cannelée(s) peut être choisie de manière à être suffisante pour permettre la transmission de couple, tout en permettant de limiter les difficultés de fabrication de ces cannelures.
Le nombre de cannelures peut être égal au nombre de pôles du rotor, ou être un multiple du nombre de pôles du rotor, par exemple le double.
Dans un exemple de réalisation, les cannelures s'étendent radialement en-deçà des aimants permanents. Autrement dit, les aimants permanents sont plus éloignés de l'axe de rotation que le sommet des cannelures. Les cannelures coopèrent ainsi avec une portion de tôle qui n'est pas radialement au même niveau qu'un ou plusieurs aimants.
En variante, les cannelures font saillie dans l'empilement entre deux aimants permanents consécutifs. Autrement dit, les cannelures s'étendent radialement au moins partiellement entre les aimants permanents.
Au moins un aimant permanent peut comporter une marque permettant de différencier l'une de l'autre ses deux faces d'extrémités longitudinales. Il peut s'agir par exemple d'un signe coloré. Cette marque peut aider l'opérateur à orienter correctement l'aimant lors de son insertion dans le logement correspondant.
Tous les aimants permanents peuvent comporter une marque permettant de différencier l'une de l'autre les deux faces d'extrémités longitudinales d'un aimant. Ces marques peuvent permettre un contrôle visuel aisé et rapide de la mise en place correcte des aimants dans leur logement après le montage. Par exemple, lorsque l'on observe le rotor selon son axe de rotation par l'une de ses extrémités, on peut constater la présence de la marque sur tous les aimants d'un côté, et aucune marque de l'autre côté. En variante, notamment dans le cas où deux logements consécutifs sont différents et symétriques l'un par rapport à l'autre, on peut constater la présence d'une marque sur un aimant sur deux, et il en est de même lorsque l'on observe le rotor par l'autre côté.
Le rotor peut être monté en porte à faux ou non. La masse rotorique peut comporter un ou plusieurs trous pour alléger le rotor, permettre son équilibrage ou pour l'assemblage des tôles rotoriques la constituant. Des trous peuvent permettre le passage de tirants maintenant solidaires entre elles les tôles.
Les couches de tôles peuvent être encliquetées les unes sur les autres. Les logements peuvent être remplis au moins partiellement, par une matière synthétique non magnétique. Cette matière peut bloquer en place les aimants dans les logements et/ou augmenter la cohésion du paquet de tôles.
La masse rotorique peut comporter, le cas échéant, un ou plusieurs reliefs contribuant au bon positionnement des aimants, notamment dans la direction radiale.
La masse rotorique peut présenter un contour extérieur qui est circulaire ou multilobé, une forme multilobée pouvant être utile par exemple pour réduire les ondulations de couple ou les harmoniques de courant ou de tension.
Le rotor peut recevoir une frette extérieure, qui entoure le paquet de tôles. Cela peut permettre de réduire la longueur du pont de matière reliant deux secteurs consécutifs.
L'invention a encore pour objet une machine électrique tournante, tel qu'un moteur synchrone ou une génératrice synchrone, comportant l'un des rotors tels que définis précédemment.
Cette machine peut comporter un stator à bobinage concentré ou réparti.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de réalisation non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 est une vue en perspective, schématique et partielle, d'un exemple de rotor réalisé conformément à l'invention,
- la figure 2 est une vue en perspective, schématique et partielle, de l'arbre du rotor de la figure 1 ,
- la figure 3 représente en coupe transversale, de manière schématique et partielle, le rotor de la figure 1 ,
- la figure 4 représente isolément et de face une tôle magnétique,
- la figure 5 représente un détail de réalisation de la figure 4,
- la figure 6 représente un détail de réalisation de la figure 3,
- la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 illustrant une variante de réalisation,
- les figures 8 à 11 sont des coupes transversales de variantes de réalisation d'aimants permanents conformes à l'invention, et - la figure 12 est une coupe longitudinale de l'aimant permanent de la figure
11.
Le rotor 1 représenté à la figure 1 comporte une masse magnétique rotorique 3 s'étendant axialement selon l'axe de rotation X du rotor, cette masse rotorique étant par exemple formée par un paquet de tôles magnétiques 4 empilées selon l'axe X, les tôles étant par exemple identiques et superposées exactement. Elles peuvent être maintenues ente elles par clipsage, par des rivets, des soudures ou toute autre technique. En variante, la masse rotorique peut comporter au moins une tôle magnétique enroulée sur elle-même. Une tôle comporte une succession de secteurs 4a reliés par des ponts de matière 4b, les ponts de matière pouvant former le fond d'un logement d'un aimant permanent. Les tôles magnétiques sont de préférence en acier magnétique. Toutes les nuances d'acier magnétique peuvent être utilisées.
La masse rotorique 3 est montée sur un arbre 2 qui, dans l'exemple considéré, est réalisé dans un matériau amagnétique, par exemple en inox amagnétique ou en aluminium. Le matériau peut par exemple être de l'inox amagnétique de type 304.
La masse rotorique 3 comporte une ouverture centrale 5 pour le montage sur l'arbre 2. La fixation de la masse rotorique 3 sur l'arbre 2 peut se faire au moyen d'un système de blocage axial, par exemple avec d'un côté une butée 2b venue de matière et de l'autre côté une rondelle d'arrêt dentelée 6. L'assemblage peut être réalisé à froid ou à chaud.
La transmission du couple est obtenue par des cannelures 2a disposées à la périphérie de l'arbre 2. Le profil d'une cannelure peut être en section transversale en développante de cercle, ce qui peut permettre un centrage satisfaisant de l'arbre par rapport à la masse rotorique, et une excellente transmission de couple. Les cannelures peuvent s'étendre sur une ou plusieurs portions seulement de la longueur de l'arbre, comme illustré sur la figure 2, où les cannelures s'étendent sur deux portions de la longueur de l'arbre séparées par une portion sans cannelures, situées chacune à une extrémité de la masse rotorique.
Les dégagements 2c obtenus de part et d'autre des portions cannelées peuvent permettre de recevoir d'éventuels copeaux qui seraient formés lors de la mise en place de la masse rotorique 3 sur l'arbre 2, et de ne pas perturber le bon positionnement axial de l'ensemble.
Il est nécessaire de garantir un bon centrage entre l'arbre 2 et la masse rotorique 3 et de ne pas générer de « faux-rond ». A cet effet, on peut assurer lors du montage un serrage suffisant entre les cannelures de l'arbre et la masse rotorique, à savoir un jeu au minimum nul, la raideur de la masse rotorique étant de préférence choisie pour que cette dernière puisse se déformer lors du montage sur l'arbre cannelé.
Le rotor 1 comporte une pluralité d'aimants permanents 7 disposés dans des logements correspondants 8 de la masse magnétique rotorique 3, de manière à ce que deux aimants consécutifs 7 présentent des mêmes polarités sur leurs faces en regard. Les aimants peuvent par exemple être réalisés en ferrite ou en variante en terres rares, par exemple de type néodyme ou autre.
La masse rotorique est configurée pour ne permettre la mise en place des aimants dans l'empilement de couches de tôle magnétique que dans un seul sens, de manière à jouer le rôle de détrompeur lors du montage. Dans l'exemple décrit, les aimants permanents sont à cet effet asymétriques.
Le rotor 1 est disposé à l'intérieur d'un stator non représenté, qui comporte par exemple un bobinage concentré ou réparti. Ce stator permet de générer un champ magnétique tournant d'entraînement du rotor en rotation, dans le cadre d'un moteur synchrone, et dans le cas d'un alternateur, la rotation du rotor induit une force électromotrice dans les bobinages du stator.
Dans un mode de réalisation de l'invention, comme illustré aux figures 3 à 6, les logements 8 ne débouchent pas sur l'extérieur de la tôle rotorique. Les logements 8 peuvent notamment être séparés de la périphérie de la tôle rotorique par le pont de matière 4b formé dans la tôle, d'une épaisseur e comprise de préférence entre 0,1 et 3 mm.
Les secteurs 4a et les logements 8 ont une forme correspondant à celle des aimants, et la forme des secteurs 4a vers leur extrémité libre la plus proche de l'arbre correspond à la forme des cannelures 2a, comme illustré sur la figure 5. Chaque logement 8 peut présenter une dimension radiale / supérieure à celle des aimants correspondants. Plus particulièrement, chaque logement 8 peut comporter une portion principale 8a dont la dimension radiale correspond à celle de l'aimant 7 associé, et une portion d'extrémité 8b radialement intérieure à l'aimant 7, comme visible sur la figure 6.
La portion principale 8a d'un logement a par exemple une forme qui correspond sensiblement à celle de l'aimant 7, en section transversale. Dans l'exemple illustré, un aimant 7 présente en section transversale deux bords radiaux 34 qui sont parallèles l'un à l'autre sur une première portion 7a de la section transversale de l'aimant, et deux bords radiaux 35 convergeant l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation sur une deuxième portion 7b de la section transversale de l'aimant, et le logement 8 présente sur la portion principale 8a des bords opposés 30 de forme correspondante, parallèles l'un à l'autre le long de la première portion 7a et des bords opposés 31 convergents le long de la deuxième portion 7b de l'aimant.
Chacun des deux bords radiaux 35 de l'aimant permanent qui sont convergents l'un vers l'autre dans la deuxième portion 7b forme respectivement avec un rayon du rotor coupant l'aimant correspondant en son milieu un premier angle a et un deuxième angle β, les premier et deuxième angles étant différents, comme on peut le voir sur la figure 3. Les aimants sont ainsi asymétriques en section transversale chacun par rapport à un plan médian respectif S. Deux aimants consécutifs sont placés de manière symétrique l'un de l'autre par rapport à un plan P passant entre eux, comme illustré sur la figure 4. Les plans P et S sont des plans s'étendant à la fois radialement et longitudinalement. Ainsi, deux aimants consécutifs sont mis en place de manière inversée dans les logements des tôles.
De même, deux logements 8 consécutifs sont symétriques l'un de l'autre par rapport au plan P passant entre eux. Compte tenu de la forme asymétrique en section transversale des aimants permanents 7 et des logements 8, les deux bords consécutifs 31 de deux logements consécutifs sur la deuxième portion 7b des aimants sont dans l'exemple de réalisation illustré parallèles entre eux une fois sur deux lorsque l'on se déplace autour de l'axe de rotation du rotor et définissent une portion de tôle d'extrémité 4c' du secteur 4a ayant des bords parallèles.
En outre, un bord convergent 31 d'un logement et un bord convergent consécutif 31 du logement consécutif peuvent former avec un plan radial du rotor passant en leur milieu deux angles égaux. La portion de tôle 4c" définie par les deux logements consécutifs comporte ainsi des bords 31 formant avec un rayon du rotor la coupant en son milieu chacun un angle γ, les deux angles γ étant égaux, les deux bords étant donc convergents en direction de l'axe de rotation. Ainsi, des extrémités de secteurs 4c' à bords 31 parallèles alternent avec des extrémités de secteurs 4c" à bords 31 convergents lorsque l'on se déplace autour de l'axe de rotation du rotor, comme on peut le voir sur la figure 6.
Le logement 8 présente en outre une portion d'extrémité 8b qui est délimitée latéralement par des bords opposés convergents 32 l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation. Les bords opposés 32 peuvent être rectilignes ou non. Ils peuvent par exemple être courbes. Dans l'exemple décrit, les bords 32 ont la forme d'une développante de cercle, de telle sorte que le profil de la tôle corresponde au profil de la cannelure 2a correspondante. Les bords 32 débouchent dans l'ouverture centrale du rotor. Ces bords opposés convergents 32 de la deuxième portion coopèrent avec l'arbre pour permettre l'entraînement de la masse rotorique.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 6, les cannelures 2a s'étendent radialement en-deçà des aimants permanents. Autrement dit, les aimants permanents s'étendent radialement au-delà des cannelures. Les cannelures 2a coopèrent ainsi avec une portion de tôle qui n'est pas radialement adjacente à un ou plusieurs aimants.
En variante, comme illustré à la figure 7, les cannelures 2a peuvent faire saillie dans l'empilement entre deux aimants permanents consécutifs. Autrement dit, les cannelures s'étendent radialement au moins partiellement entre les aimants permanents. Le cas échéant, les cannelures peuvent venir directement au contact des aimants.
Tous les aimants permanents peuvent comporter une marque M permettant de différencier l'une de l'autre les deux faces d'extrémité longitudinale d'un aimant. Par exemple, comme illustré sur la figure 3, lorsque l'on observe le rotor selon son axe de rotation par l'une de ses extrémités, on constate la présence de la marque sur un aimant sur deux, et il en est de même lorsque l'on observe le rotor par l'autre côté. Ce résultat est dû au fait que dans l'exemple décrit deux logements consécutifs sont différents et symétriques l'un par rapport à l'autre.
Une matière synthétique peut être injectée dans les logements 8, de façon à bloquer les aimants dans les logements 8 et/ou assurer la cohésion du paquet de tôle. La matière utilisée est par exemple une résine époxy ou une matière thermoplastique. Le blocage des aimants 7 peut également s'effectuer par serrage sous l'action de la force centrifuge.
Dans une variante de réalisation de l'invention, un aimant peut comporter une rainure. On a illustré à la figure 8 un exemple de réalisation d'aimant permanent 7 comportant une rainure longitudinale 60, c'est-à-dire une rainure s'étendant selon l'axe de rotation du rotor, lorsque l'aimant permanent est en place dans la masse rotorique. La rainure peut être située sur l'une des faces qui s'étendent à la fois radialement et longitudinalement de l'aimant permanent. Cette rainure permet ainsi le détrompage lors du montage. La masse rotorique a dans ce cas une forme correspondante, les tôles comportant par exemple des languettes destinées à coopérer avec les rainures des aimants.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le détrompage peut également être obtenu grâce à l'usage d'un détrompeur rapporté sur l'aimant ou sur la masse rotorique. Il peut être par exemple en métal ou en plastique. Le détrompeur rapporté 61 peut être mis en place sur une face longitudinale de l'aimant, comme illustré sur la figure 9, ou en variante sur une face radiale de ce dernier, comme illustré sur la figure 10. Il peut être fixé par collage par exemple ou par d'autres moyens sur l'aimant, ou sur la masse rotorique. Il peut être formé par un cordon de colle, le cas échéant.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le détrompage peut encore être obtenu avec des tôles qui peuvent être légèrement décalées les unes par rapport aux autres dans l'empilement, un aimant présentant une dissymétrie correspondante, de manière à n'autoriser l'insertion d'un aimant dans l'empilement que dans un seul sens. Dans ce cas, l'aimant permanent est en section transversale de forme symétrique par rapport à un plan de symétrie S, comme illustré sur la figure 11, étant par exemple de forme rectangulaire comme illustré, ou trapézoïdale, ou autre, et être asymétriques en section longitudinale, par rapport à un plan médian Q s 'étendant transversalement à l'axe X du rotor, comme illustré sur la figure 12.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits.
On peut par exemple réaliser les tôles avec des trous pour permettre le passage de tirants d'assemblage des tôles de la masse rotorique.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Rotor de machine électrique tournante à concentration de flux, comportant :
- un arbre (2) s 'étendant selon un axe de rotation du rotor,
- une masse rotorique (3) disposée sur l'arbre, présentant une ouverture centrale (5) pour son montage sur l'arbre, et définissant des logements (8), et
- des aimants permanents disposés dans les logements (8), la masse rotorique et les aimants étant configurés de manière à assurer un détrompage à la mise en place des aimants dans la masse rotorique.
2. Rotor selon la revendication précédente, au moins un aimant permanent étant asymétrique par rapport à un plan médian le coupant en son milieu.
3. Rotor selon la revendication précédente, au moins un aimant permanent (7) comportant une rainure longitudinale 60.
4. Rotor selon la revendication 2, au moins un aimant permanent (7) présentant en section transversale deux bords radiaux (35) qui sont convergents l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation du rotor sur une portion au moins de la section transversale de l'aimant, ces bords radiaux (35) formant respectivement avec un rayon du rotor coupant l'aimant correspondant en son milieu un premier angle (a) et un deuxième angle (β), les premier et deuxième angles étant différents.
5. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les aimants permanents (7) présentent chacun, en section transversale, une forme non entièrement rectangulaire et non entièrement trapézoïdale.
6. Rotor selon l'une des deux revendications précédentes, dans lequel deux aimants consécutifs (7) sont placés de manière symétrique l'un de l'autre par rapport à un plan médian (P) du rotor passant entre eux.
7. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un logement (18) présente une première portion qui est délimitée latéralement par des bords opposés (30) parallèles l'un à l'autre.
8. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un logement (18) présente une deuxième portion qui est délimitée latéralement par des bords opposés (31) convergents l'un vers l'autre en direction de l'axe de rotation.
9. Rotor selon la revendication précédente, dans lequel un bord convergent (31) d'un logement (8) et un bord convergent (31) consécutif du logement (8) consécutif forment avec un rayon du rotor passant en leur milieu deux angles égaux (γ).
10. Rotor selon la revendication 1 , comportant un détrompeur (61) rapporté sur au moins un aimant ou sur la masse rotorique.
11. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse rotorique (3) comporte un empilement de couches de tôle magnétique (4) étant la ou les tôles étant légèrement décalées les unes par rapport aux autres dans l'empilement, un aimant présentant une dissymétrie correspondante.
12. Rotor selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel un aimant permanent, mieux tous les aimants permanents, sont en section transversale asymétriques en section longitudinale, par rapport à un plan médian (Q) s 'étendant transversalement à l'axe du rotor.
13. Machine électrique tournante comportant un rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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