WO2015128782A1 - Rotor de machine electrique tournante - Google Patents

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WO2015128782A1
WO2015128782A1 PCT/IB2015/051271 IB2015051271W WO2015128782A1 WO 2015128782 A1 WO2015128782 A1 WO 2015128782A1 IB 2015051271 W IB2015051271 W IB 2015051271W WO 2015128782 A1 WO2015128782 A1 WO 2015128782A1
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floating
sheets
rotor
rotor according
polar parts
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PCT/IB2015/051271
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Inventor
Jacques Saint-Michel
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Moteurs Leroy-Somer
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Publication date
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • 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
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    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets
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    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electric machine rotor and a rotating electrical machine comprising such a rotor.
  • Patent EP 0 641 059 discloses a rotary electric machine rotor comprising first packs of floating sheets and second packets of sheets ensuring the mechanical cohesion of the rotor. Stems are introduced through the sheets so as to maintain the whole. The number of sheets of the second packets is relatively small compared to the number of sheets of the first packs, so that the rods are not maintained by the sheets of the second packets over a large part of their length. Such a machine is not adapted to rotate at high speeds.
  • the object of the invention is to provide a rotating electric machine rotor which is of simple manufacture and which has improved mechanical strength, especially at high rotational speeds of the rotor.
  • a rotating electric machine rotor comprising:
  • the pole parts connected to the hub of a sheet metal, or a bundle of sheets respectively, are superimposed on the recesses of a consecutive sheet, respectively of a consecutive bundle of sheets, and
  • each sheet respectively each sheet bundle, comprises non-floating polar parts through which the holding rods are engaged, so that the number of bearing points of the rods on the non-floating polar parts is considerably increased with respect to the machine according to the patent EP 0 641 059, in which only certain bundles of sheets provide support points for the rods.
  • the cohesion of the machine is improved, and the resistance to centrifugal forces is better.
  • the rods can be held regularly and securely by the non-floating polar parts, these non-floating polar parts serving as embedding and thus promoting the maintenance of the rods floating polar parts.
  • Each polar part, floating or not, can be formed by a single sheet.
  • the rotor comprises, in the axial direction, one-piece plates comprising a plurality of non-floating polar parts formed with the hub, which are alternately angularly offset, floating polar parts being arranged in the spaces left vacant between the non-floating polar parts. of these sheets.
  • the sheets are grouped in packets.
  • a non-floating polar portion has a thickness corresponding to the number of superposed sheets.
  • the floating polar parts are also advantageously formed by packets of stacked sheets.
  • the rotor may comprise N poles, for example four, six, eight, ten, twelve, fourteen or sixteen poles. Two consecutive sheets, defining the non-floating polar portions, respectively two consecutive bundles of sheets, can be angularly offset by an angle equal to 360 ° / N.
  • Each aforementioned recess can receive a single floating polar part.
  • the magnets can be arranged radially between the floating and non-floating polar parts.
  • the rotor obtained can be a flux concentration rotor.
  • the magnets may have a trapezoidal section, taken perpendicular to the axis of rotation, having convergent radial edges as one moves away from the axis of the rotor.
  • a trapezoidal section allows the magnets to be held on the rotor by a wedge effect between the floating and non-floating polar parts.
  • Each magnet can be made in one piece or, alternatively, comprise several pieces of magnets disposed successively axially and / or radially.
  • the magnets may have a rectangular section.
  • Floating and non-floating polar portions may have retention lugs configured to hold the magnets in place against centrifugal force induced by rotation of the rotor.
  • Each recess formed between two non-floating polar parts may contain at least partially, in the circumferential direction, a first permanent magnet, a floating polar part and a second permanent magnet, the magnets having poles of the same polarity facing the floating part.
  • the dimensions of the recesses, floating polar parts and magnets may be such that the magnets are received without lateral play in said recesses, once the polar parts mounted in the recesses and before introduction of the retaining rods.
  • the magnets are received with a lateral clearance in the recesses, once the floating polar parts mounted and before introduction of the retaining rods, this clearance being for example greater than or equal to 0.2 mm.
  • Each pack of sheets may have between 10 and 500, in particular between 50 and
  • Each sheet may comprise radial arms connecting the hub to the non-floating polar parts, the latter being regularly arranged around the hub.
  • the floating and non-floating polar parts may be of substantially the same size.
  • Openings may be provided between the floating polar parts and the hub. These openings are preferably of greater angular extent than the extent of a pole. The openings may be delimited circumferentially by the arms connecting the non-floating polar parts to the hub. The openings may have rounded end edges, for example semicircular, connected by concentric arcs centered on the axis of rotation.
  • the angular spacing between the circumferential ends of an aperture is preferably greater than the angular spacing between the radially inner ends of two adjacent magnets.
  • the interest of the openings is to facilitate the ventilation of the rotor and reduce losses by looping the magnetic flux of a magnet by the hub.
  • the shaft on which the hub is engaged can be magnetic, which makes it less expensive than a non-magnetic shaft.
  • the staggering of the sheets, respectively the bundles of sheets, can leave axial ventilation channels, formed by the superposition of the openings.
  • the floating and non-floating polar parts may each comprise a hole for passing the rods of substantially the same shape, so that each holding rod is alternately received in a hole of a floating polar part and in a hole of a part non-floating polar.
  • the holes of the floating polar parts and non-floating polar parts may be slightly angularly offset with respect to the same reference direction before the introduction of the holding rods. This introduction causes the alignment of the holes and the appearance of a torque of the permanent magnets between the floating and non-floating polar parts.
  • each non-floating polar portion is, for example, arranged such that the radius passing through the center of said hole and the radius dividing the non-floating polar portion into two halves define a first angle and each hole in a floating polar portion. may be arranged such that the radius passing through the center of said hole and the radius dividing the floating polar portion into two halves define a second angle, different from the first angle. The difference between the first and second angles may be sufficient so that, when the holding rods are introduced into the holes, the side clearances are canceled by angular sliding of the consecutive sheets, respectively consecutive packets of sheets.
  • the dispersion of the games can be compensated by the elasticity of the sheets and holding rods.
  • the invention further relates, in another of its aspects, to a rotating electrical machine, comprising:
  • the rotor is preferably configured for use in an internal rotor rotating electrical machine but alternatively may be used in an external rotor rotating electrical machine.
  • the machine is preferably a radial induction flux machine. Alternatively, it may be an axial induction flow machine.
  • the machine may be a motor or a generator, being for example a polyphase machine, in particular three-phase.
  • the machine is for example configured to operate at a rated power of between 10 and 2000 kW.
  • FIG. 1 is a semi-exploded view of a rotor according to a first example of implementation of the invention
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sections of machines according to other examples of implementation of the invention.
  • Figure 4 shows schematically a variant of permanent magnet.
  • FIG. 1 shows a rotor 2 of a rotating electrical machine 1 according to an embodiment of the invention.
  • the rotor 2 of this machine can rotate inside a stator 3 as shown in FIGS. 2 or 3, comprising a magnetic carcass 4 having a plurality of teeth 5.
  • the stator 3 is preferably wound on teeth, but could alternatively be distributed winding.
  • the stator 3 is preferably three-phase.
  • the machine 1 is shown as being an internal rotor machine, it could, in a variant not shown, be external rotor.
  • the rotor 2 comprises a plurality of packets of magnetic sheets 9 stacked along the axis of rotation X of the rotor 2, between two end flanges 10 made of material non-magnetic.
  • these cheeks 10 may be replaced by crosses, including as many branches as non-floating polar parts, which can then be magnetic.
  • Stems 26 connect the cheeks 10 while maintaining in axial compression the stack.
  • each bundle of laminations 9 of the rotor comprises a hub 11 providing a passage for the rotor shaft, not shown, and a plurality of non-floating polar portions 13 projecting radially outwardly from the hub.
  • the rotor comprises eight poles and each packet of plates 9 has four polar parts 13 uniformly distributed around the periphery of the hub 11.
  • Each pole portion 13 is connected to the hub 1 by an arm 14 less wide than the corresponding pole portion 13.
  • each arm 14 is of constant width and has straight edges 20.
  • each arm 14 has concave, semicircular edges 20.
  • each non-floating polar portion 13 may have opposing edges 12 diverging as one moves away from the X axis of the rotor.
  • Two consecutive polar portions 13 of the same bundle of sheets 9 define between them a recess 16 which extends in the example described from the hub 11 to the gap E of the machine.
  • each recess 16 can receive a floating polar part 17 framed by two magnets 18.
  • the magnets 18 are arranged radially, circumferentially oriented magnetization.
  • the rotors of the examples of FIGS. 1 to 3 comprise, for example, as illustrated, four North and four South poles.
  • the magnets have a trapezoidal section, that is to say that their width, measured between two radial edges 19, decreases when moving away from the X axis of the rotor.
  • the magnets 18 shown in FIG. 2 are made in one piece but, in the variant shown in FIG. 4, several pieces of magnets 18a, 18b and 18c are successively arranged radially, as one moves away from the X axis of the rotor.
  • the magnets 18 are of rectangular section and retaining nozzles 22 are provided on the opposite edges of the pole portions 17 and 13, so as to maintain the magnets 18 in place against the centrifugal force.
  • the radially outer edge of the pole portions may be of radius of curvature less than the half-diameter of the rotor, so as to reduce the torque ripples.
  • the pole portions 13 and 17 may extend an angular distance about the substantially equal axis X.
  • Each pole portion 13, respectively 17, may comprise as illustrated a through hole 24, respectively 25, which is for example of circular shape. These holes 24 and 25 are able to receive holding rods 26, visible in FIG.
  • the holes 24 and 25 may be formed in the pole portions 13 and 17 so that they are exactly superimposed when all the rotor plates are assembled.
  • each hole 24 may be arranged in such a way that the angle formed between the radius passing through the center of the hole 24 and the median radius dividing the corresponding polar portion 13 into two halves is different from the angle ⁇ defined between the radius passing through the center of the hole 25 and the median radius dividing the corresponding polar portion 17 into two halves.
  • the angle may be zero, unlike the angle ⁇ , or vice versa.
  • the angles a and ⁇ are both non-zero and have different values.
  • Each sheet package comprises for example between 50 and 150 sheets. Plates belonging to the same bundle of plates 9 have the same orientation, that is to say that the polar parts 13 of all these sheets are superimposed and the recesses 16 of these sheets are also superimposed. Two consecutive bundles of plates 9 are angularly offset so that the pole portions 13 of a bundle of sheets are superimposed on the recesses 16 of the consecutive sheet metal bundle and the recesses 16 of said bundle of sheets are superimposed on the recesses 16 of the bundle of plates. consecutive sheets. Thus, along a pole, there is alternating polar parts 13 and 17.
  • a sheet package is replaced by a single sheet, so that two consecutive sheets are angularly offset.
  • a lateral clearance between the edges 19 of each permanent magnet 18 and the radial edges facing the pole portions 13 and 17 may remain when the magnets 18 and the floating polar parts 17 are in place in the recesses 16.
  • the holes 24 and 25 may not be aligned from one pack of sheets to another and the introduction along the X axis of the rods 26 may allow to align the holes 24 and 25.
  • the introduction of the rods 26 causes an angular sliding of the plate packets, relative to each other, which causes the cancellation of side clearances between each permanent magnet 18 and the radial edges of the pole portions 13 and 17.
  • Each permanent magnet 18 can then come into contact with each other. with these radial edges, so as to induce clamping of the magnets 18 between these radial edges.
  • the sheets and / or the rods 26 are for example arranged to be sufficiently elastic to compensate for the dispersion of the lateral games.
  • the invention is not limited to the examples which have just been described.
  • the number of poles of the machine may be different.

Landscapes

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

Abstract

Rotor (2) de machine électrique tournante, comportant une pluralité de tôles empilées, respectivement de paquets de tôles (9) empilés, chaque tôle, respectivement chaque paquet de tôles (9), comportant un moyeu (11) et une alternance de parties polaires (13) raccordées au moyeu (11) et non flottantes et d'évidements (16), les tôles, respectivement les paquets de tôles (9), étant décalés angulairement de telle sorte que les parties polaires non flottantes (13) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), se superposent aux évidements (16) d'une tôle consécutive, respectivement d'un paquet de tôles (9) consécutif, et les évidements (16) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), se superposent aux parties polaires (13) de ladite tôle consécutive, respectivement dudit paquet de tôles (9) consécutif, des tiges de maintien (26) engagées à travers les parties polaires non flottantes (13), des parties polaires flottantes (17) engagées sur les tiges de maintien (26) et disposées dans les évidements (16) entre les parties polaires non flottantes (13) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), et des aimants permanents (18) disposés entre les parties polaires non flottantes (13) et les parties polaires flottantes (17).

Description

Rotor de machine électrique tournante
La présente invention a pour objet un rotor de machine électrique tournante ainsi qu'une machine électrique tournante comportant un tel rotor.
On connaît par le brevet EP 0 641 059 un rotor de machine électrique tournante comportant des premiers paquets de tôles flottants et des deuxièmes paquets de tôles assurant la cohésion mécanique du rotor. Des tiges sont introduites à travers les tôles de façon à assurer le maintien de l'ensemble. Le nombre de tôles des deuxièmes paquets est relativement faible par rapport au nombre de tôles des premiers paquets, de sorte que les tiges ne sont pas maintenues par les tôles des deuxièmes paquets sur une grande partie de leur longueur. Une telle machine n'est pas adaptée à tourner à des vitesses élevées.
L'invention a pour objet de fournir un rotor de machine électrique tournante qui soit d'une fabrication simple et qui bénéficie d'une tenue mécanique améliorée, notamment à des vitesses de rotation du rotor élevées.
L'invention répond à ce besoin, selon un premier de ses aspects, grâce à un rotor de machine électrique tournante, comportant :
une pluralité de tôles empilées, respectivement de paquets de tôles empilés, chaque tôle, respectivement chaque paquet de tôles, comportant un moyeu et une alternance de parties polaires raccordées au moyeu (i.e. non flottantes) et d'évidements, les tôles, respectivement les paquets de tôles, étant décalés angulairement de telle sorte que :
les parties polaires raccordées au moyeu d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles, se superposent aux évidements d'une tôle consécutive, respectivement d'un paquet de tôles consécutif, et
les évidements d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles, se superposent aux parties polaires raccordées au moyeu de ladite tôle consécutive, respectivement dudit paquet de tôles consécutif,
des tiges de maintien engagées à travers les parties polaires, des parties polaires flottantes engagées sur les tiges de maintien et disposées dans les évidements entre les parties polaires raccordées au moyeu d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles, et
des aimants permanents disposés entre les parties polaires raccordées au moyeu et les parties polaires flottantes. Selon l'invention, chaque tôle, respectivement chaque paquet de tôles, comporte des parties polaires non flottantes à travers lesquelles sont engagées les tiges de maintien, de sorte que le nombre de points d'appui des tiges sur les parties polaires non flottantes est considérablement augmenté par rapport à la machine selon le brevet EP 0 641 059, dans laquelle seuls certains paquets de tôles fournissent des points d'appui pour les tiges. Ainsi, la cohésion de la machine est améliorée, et la résistance aux forces centrifuges est meilleure.
Une fois les tôles assemblées, on trouve sur le rotor une alternance de parties polaires non flottantes réalisées d'une seule pièce avec les tôles et de parties polaires flottantes distinctes desdites tôles.
Grâce à l'invention, les tiges peuvent être maintenues régulièrement et solidement par les parties polaires non flottantes, ces parties polaires non flottantes leur servant d'encastrement et favorisant ainsi le maintien des tiges des parties polaires flottantes.
Chaque partie polaire, flottante ou non, peut être formée par une tôle unique.
Dans ce cas, le rotor comporte, dans le sens axial, des tôles monoblocs comportant plusieurs parties polaires non flottantes formées avec le moyeu, qui sont alternativement décalées angulairement, des parties polaires flottantes étant disposées dans les espaces laissés vacants entre les parties polaires non flottantes de ces tôles.
Toutefois, de préférence, les tôles sont regroupées par paquets. Ainsi, une partie polaire non flottante a une épaisseur correspondant au nombre de tôles superposées.
Les parties polaires flottantes sont elles aussi avantageusement formées par des paquets de tôles empilées.
Le rotor peut comporter N pôles, par exemple quatre, six, huit, dix, douze, quatorze ou seize pôles. Deux tôles consécutives, définissant les parties polaires non flottantes, respectivement deux paquets de tôles consécutifs, peuvent être décalés angulairement d'un angle égal à 360°/N.
Chaque évidement précité peut recevoir une seule partie polaire flottante.
Les aimants peuvent être disposés radialement entre les parties polaires flottantes et non flottantes. Le rotor obtenu peut être un rotor à concentration de flux.
Les aimants peuvent avoir une section trapézoïdale, prise perpendiculairement à l'axe de rotation, présentant des bords radiaux convergents lorsque l'on s'éloigne de l'axe du rotor. Une telle section trapézoïdale permet que les aimants soient maintenus sur le rotor par effet de coin entre les parties polaires flottantes et non flottantes.
Chaque aimant peut être réalisé d'une seule pièce ou, en variante, comporter plusieurs morceaux d'aimants disposés successivement axial ement et/ou radial ement.
En variante, les aimants peuvent avoir une section rectangulaire.
Les parties polaires flottantes et non flottantes peuvent comporter des becs de retenue configurés pour maintenir les aimants en place contre la force centrifuge induite par la rotation du rotor.
L'emploi de morceaux d'aimants disposés successivement dans le sens radial permet de soulager mécaniquement les becs de retenue, des morceaux d'aimants servant de support à d'autres morceaux d'aimants.
Chaque évidement formé entre deux parties polaires non flottantes peut contenir au moins partiellement, dans le sens circonférentiel, un premier aimant permanent, une partie polaire flottante et un deuxième aimant permanent, les aimants ayant des pôles de même polarité tournés vers la partie flottante.
Les dimensions des évidements, des parties polaires flottantes et des aimants peuvent être telles que les aimants soient reçus sans jeu latéral dans lesdits évidements, une fois les parties polaires montées dans les évidements et avant introduction des tiges de maintien.
En variante, les aimants sont reçus avec un jeu latéral dans les évidements, une fois les parties polaires flottantes montées et avant introduction des tiges de maintien, ce jeu étant par exemple supérieur ou égal à 0,2 mm.
Chaque paquet de tôles peut comporter entre 10 et 500, notamment entre 50 et
150 tôles.
Chaque tôle peut comporter des bras radiaux reliant le moyeu aux parties polaires non flottantes, ces dernières étant régulièrement disposées autour du moyeu.
Les parties polaires flottantes et non flottantes peuvent être sensiblement de mêmes dimensions.
Des ajours peuvent être ménagés entre les parties polaires flottantes et le moyeu. Ces ajours sont de préférence d'étendue angulaire supérieure à l'étendue d'un pôle. Les ajours peuvent être délimités circonférentiellement par les bras reliant les parties polaires non flottantes au moyeu. Les ajours peuvent présenter des bords d'extrémité arrondis, par exemple semi- circulaires, reliés par des arcs concentriques centrés sur l'axe de rotation.
L'écart angulaire entre les extrémités circonférentielles d'un ajour est de préférence supérieur à l'écart angulaire entre les extrémités radial ement intérieures de deux aimants adjacents.
L'intérêt des ajours est de faciliter l'aération du rotor et de réduire les pertes par rebouclage du flux magnétique d'un aimant par le moyeu. Ainsi, l'arbre sur lequel est engagé le moyeu peut être magnétique, ce qui le rend moins coûteux qu'un arbre amagnétique.
Le quinconçage des tôles, respectivement des paquets de tôles, peut laisser des canaux d'aération axiaux, formés par la superposition des ajours.
Les parties polaires flottantes et non flottantes peuvent comporter chacune un trou de passage des tiges sensiblement de même forme, de manière à ce que chaque tige de maintien soit alternativement reçue dans un trou d'une partie polaire flottante et dans un trou d'une partie polaire non flottante.
Lorsque les aimants sont reçus dans les évidements formés entre les parties polaires non flottantes avec un jeu latéral, les trous des parties polaires flottantes et des parties polaires non flottantes peuvent être légèrement décalés angulairement par rapport à une même direction de référence avant l'introduction des tiges de maintien. Cette introduction provoque l'alignement des trous et l'apparition d'un couple de serrage des aimants permanents entre les parties polaires flottantes et non flottantes.
Le trou ménagé dans chaque partie polaire non flottante est par exemple disposé de telle sorte que le rayon passant par le centre dudit trou et le rayon divisant la partie polaire non flottante en deux moitiés définissent un premier angle et chaque trou ménagé dans une partie polaire flottante peut être disposé de telle sorte que le rayon passant par le centre dudit trou et le rayon divisant la partie polaire flottante en deux moitiés définissent un deuxième angle, différent du premier angle. La différence entre les premier et deuxième angles peut être suffisante pour que, lorsque les tiges de maintien sont introduites dans les trous, les jeux latéraux s'annulent par glissement angulaire des tôles consécutives, respectivement des paquets de tôles consécutifs. La dispersion des jeux peut être compensée par l'élasticité des tôles et des tiges de maintien. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une machine électrique tournante, comportant :
un rotor tel que défini ci-dessus, et
un stator interagissant avec le rotor.
Le rotor est de préférence configuré pour être utilisé dans une machine électrique tournante à rotor interne mais en variante, peut être utilisé dans une machine électrique tournante à rotor externe.
La machine est de préférence une machine à flux d'induction radial. En variante, il peut s'agir d'une machine à flux d'induction axial.
La machine peut être un moteur ou un générateur, étant par exemple une machine polyphasée, notamment triphasée.
La machine est par exemple configurée pour fonctionner à une puissance nominale comprise entre 10 et 2000 kW.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
la figure 1 est une vue semi-éclatée d'un rotor selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention,
les figures 2 et 3 sont des sections transversales de machines selon d'autres exemples de mise en œuvre de l'invention, et
la figure 4 représente, de façon schématique, une variante d'aimant permanent.
On a représenté à la figure 1 un rotor 2 d'une machine électrique tournante 1 conforme à un exemple de mise en œuvre de l'invention.
Le rotor 2 de cette machine peut tourner à l'intérieur d'un stator 3 tel que représenté sur les figures 2 ou 3, comprenant une carcasse magnétique 4 ayant une pluralité de dents 5. Le stator 3 est de préférence à bobinage sur dents, mais pourrait en variante être à bobinage distribué. Le stator 3 est de préférence triphasé. Bien que la machine 1 soit représentée comme étant une machine à rotor interne, elle pourrait, dans une variante non représentée, être à rotor externe.
Le rotor 2 comporte une pluralité de paquets de tôles magnétiques 9 empilés selon l'axe de rotation X du rotor 2, entre deux joues d'extrémité 10 réalisées en matériau non magnétique. Dans une variante non illustrée, ces joues 10 peuvent être remplacées par des croix, notamment à autant de branches que de parties polaires non flottantes, pouvant alors être magnétiques.
Des tiges 26 relient les joues 10 en maintenant en compression axiale l'empilement.
Comme représenté sur la figure 1, chaque paquet de tôles 9 du rotor comporte un moyeu 11 ménageant un passage pour l'arbre du rotor, non représenté, et une pluralité de parties polaires 13 non flottantes faisant radialement saillie vers l'extérieur depuis le moyeu 11. Dans l'exemple illustré, le rotor comporte huit pôles et chaque paquet de tôles 9 comporte quatre parties polaires 13 réparties uniformément sur le pourtour du moyeu 11.
Chaque partie polaire 13 est reliée au moyeul 1 par un bras 14 moins large que la partie polaire 13 correspondante.
Dans l'exemple de la figure 2, chaque bras 14 est de largeur constante et présente des bords 20 rectilignes.
Dans l'exemple de la figure 3, chaque bras 14 présente des bords 20 concaves, semi-circulaires.
Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, chaque partie polaire 13 non flottante peut présenter des bords opposés 12 divergents lorsque l'on s'éloigne de l'axe X du rotor. Deux parties polaires 13 consécutives d'un même paquet de tôles 9 définissent entre elles un évidement 16 qui s'étend dans l'exemple décrit depuis le moyeu 11 jusqu'à l'entrefer E de la machine.
Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, des parties polaires flottantes 17 distinctes des paquets de tôles 9 et des aimants permanents 18, sont reçus dans chaque évidement 16. Chaque évidement 16 peut recevoir une partie polaire flottante 17 encadrée par deux aimants 18. Dans l'exemple représenté, les aimants 18 sont disposés radialement, d'aimantation orientée circonférentiellement.
Les rotors des exemples des figures 1 à 3 comportent par exemple, comme illustré, quatre pôles Nord et quatre pôles Sud.
Les parties polaires flottantes 17 et les aimants 18, lorsqu'ils sont disposés dans les évidements 16, demeurent à distance du moyeu 1 1, un ajour V s'étendant entre deux bras adjacents 14. Une fois les aimants 18 et les pièces polaires 17 disposés dans les évidements, les bords radialement intérieurs des parties polaires non flottantes 13, des parties polaires flottantes 17 et des aimants 18 peuvent être situés à une même distance de l'axe X du rotor.
Dans les exemples des figures 1 et 2, les aimants présentent une section trapézoïdale, c'est-à-dire que leur largeur, mesurée entre deux bords radiaux 19, diminue lorsque l'on s'éloigne de l'axe X du rotor. Les aimants 18 représentés sur la figure 2 sont réalisés d'une seule pièce mais, dans la variante représentée à la figure 4, plusieurs morceaux d'aimants 18a, 18b et 18c sont successivement disposés radial ement, lorsque l'on s'éloigne de l'axe X du rotor.
Dans l'exemple de la figure 3, les aimants 18 sont de section rectangulaire et des becs de retenue 22 sont prévus sur les bords en regard des parties polaires 17 et 13, de façon à maintenir les aimants 18 en place contre la force centrifuge.
Le bord radialement extérieur des parties polaires peut être de rayon de courbure inférieur au demi-diamètre du rotor, de façon à réduire les ondulations de couple.
Comme représenté sur les figures 1 à 3, les parties polaires 13 et 17 peuvent s'étendre sur une distance angulaire autour de l'axe X sensiblement égale.
Chaque partie polaire 13, respectivement 17, peut comporter comme illustré un trou traversant 24, respectivement 25, qui est par exemple de forme circulaire. Ces trous 24 et 25 sont aptes à recevoir des tiges de maintien 26, visibles sur la figure 1.
Les trous 24 et 25 peuvent être ménagés dans les parties polaires 13 et 17 de façon à ce qu'ils soient exactement superposés lorsque toutes les tôles du rotor sont assemblées.
En variante, comme représenté sur la figure 2, chaque trou 24 peut être disposé de manière à ce que l'angle a formé entre le rayon passant par le centre du trou 24 et le rayon médian divisant la partie polaire 13 correspondante en deux moitiés soit différent de l'angle β défini entre le rayon passant par le centre du trou 25 et le rayon médian divisant la partie polaire 17 correspondante en deux moitiés. L'angle a peut être nul, contrairement à l'angle β, ou inversement. En variante les angles a et β sont tous deux non nuls et présentent des valeurs différentes.
On va maintenant décrire la façon dont les paquets de tôles 9 sont assemblés. Chaque paquet de tôle comporte par exemple entre 50 et 150 tôles. Des tôles appartenant à un même paquet de tôles 9 présentent une même orientation, c'est-à-dire que les parties polaires 13 de toutes ces tôles sont superposées et les évidements 16 de ces tôles sont également superposés. Deux paquets de tôles 9 consécutifs sont décalés angulairement de telle sorte que les parties polaires 13 d'un paquet de tôles se superposent aux évidements 16 du paquet de tôles consécutif et que les évidements 16 dudit paquet de tôles se superposent aux évidements 16 du paquet de tôles consécutif. Ainsi, le long d'un pôle, on retrouve une alternance de parties polaires 13 et 17.
Dans une variante non illustrée, un paquet de tôles est remplacé par une seule tôle, de sorte que deux tôles consécutives sont décalées angulairement.
Dans les exemples des figures 1 à 3, deux paquets de tôles consécutifs sont décalés de 360°/N, N étant le nombre de pôles de la machine.
Durant la fabrication, après l'empilement des paquets de tôles, les trous 24 et
25 coïncident exactement sur toute la longueur du rotor.
Dans une variante, un jeu latéral entre les bords 19 de chaque aimant permanent 18 et les bords radiaux en regard des parties polaires 13 et 17 peut demeurer lorsque les aimants 18 et les parties polaires flottantesl7 sont en place dans les évidements 16. Dans ce cas, les trous 24 et 25 peuvent ne pas être alignés d'un paquet de tôles à l'autre et l'introduction selon l'axe X des tiges 26 peut permettre d'aligner les trous 24 et 25. L'introduction des tiges 26 provoque un glissement angulaire des paquets de tôles, les uns par rapport aux autres, ce qui provoque l'annulation des jeux latéraux entre chaque aimant permanent 18 et les bords radiaux des parties polaires 13 et 17. Chaque aimant permanent 18 peut alors venir au contact avec ces bords radiaux, de façon à induire un serrage des aimants 18 entre ces bords radiaux. Les tôles et/ou les tiges 26 sont par exemple agencées pour être suffisamment élastiques pour compenser la dispersion des jeux latéraux.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Par exemple, le nombre de pôles de la machine peut être différent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rotor (2) de machine électrique tournante (1), comportant :
une pluralité de tôles empilées, respectivement de paquets de tôles (9) empilés, chaque tôle, respectivement chaque paquet de tôles (9), comportant un moyeu (11) et une alternance de parties polaires (13) raccordées au moyeu (11) et non flottantes et d'évidements (16), les tôles, respectivement les paquets de tôles (9), étant décalés angulairement de telle sorte que :
les parties polaires non flottantes (13) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), se superposent aux évidements (16) d'une tôle consécutive, respectivement d'un paquet de tôles (9) consécutif, et
les évidements (16) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), se superposent aux parties polaires (13) de ladite tôle consécutive, respectivement dudit paquet de tôles (9) consécutif,
des tiges de maintien (26) engagées à travers les parties polaires non flottantes (13),
des parties polaires flottantes (17) engagées sur les tiges de maintien (26) et disposées dans les évidements (16) entre les parties polaires non flottantes (13) d'une tôle, respectivement d'un paquet de tôles (9), et
des aimants permanents (18) disposés entre les parties polaires non flottantes (13) et les parties polaires flottantes (17).
2. Rotor selon la revendication 1, comportant N pôles, deux tôles (9) consécutives, respectivement deux paquets de tôles consécutifs, étant décalés angulairement d'un angle égal à 360°/N.
3. Rotor selon l'une des revendications précédentes, chaque évidement (16) recevant une seule partie polaire flottante (17).
4. Rotor selon la revendication 3, les aimants (18) étant disposés radialement entre les parties polaires flottantes (17) et non flottantes (13).
5. Rotor selon la revendication 4, les aimants (18) ayant une section trapézoïdale, présentant des bords radiaux (19) convergents lorsque l'on s'éloigne de l'axe (X) du rotor.
6. Rotor selon la revendication 5, chaque aimant (18) comportant plusieurs morceaux (18a, 18b, 18c) d'aimants disposés successivement axialement et/ou radialement.
7. Rotor selon la revendication 4, les aimants (18) ayant une section rectangulaire.
8. Rotor selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, les parties polaires non flottantes (13) et/ou les parties polaires flottantes (17) comportant des becs de retenue (22) configurés pour maintenir les aimants (18) en place contre la force centrifuge induite par la rotation du rotor.
9. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque évidement (16) formé entre deux parties polaires (13) non flottantes contenant au moins partiellement, dans le sens circonférentiel un premier aimant permanent (18), une partie polaire flottante (17) et un deuxième aimant permanent (18), les aimants (18) ayant des pôles de même polarité tournés vers la partie non polaire flottante (17).
10. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque paquet de tôles (9) comportant entre 10 et 500 tôles.
11. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque tôle comportant des bras radiaux (14) reliant le moyeu (11) aux parties polaires non flottantes (13), régulièrement disposées autour du moyeu (11).
12. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, les parties polaires non flottantes (13) et les parties polaires flottantes (17) étant sensiblement de même dimension.
13. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, des ajours (V) étant ménagés entre les parties polaires flottantes (17) et le moyeu (11).
14. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, les parties polaires (13) et les pièces polaires (17) comportant au moins un trou (24, 25) de passage des tiges (26), sensiblement de même forme, de manière à ce que chaque tige de maintien (26) soit alternativement reçue dans un trou (24) d'une partie polaire non flottante (13) et dans un trou (25) d'une partie polaire flottante (17).
15. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, les aimants
(18) étant reçus avec un jeu latéral dans les évidements (16) une fois les parties polaires flottantes (17) montées dans les évidements et avant introduction des tiges (26) de maintien.
16. Rotor selon les revendications 14 et 15, les trous (24) des parties polaires non flottantes (13) et les trous (25) des parties polaires flottantes (17), étant légèrement décalés angulairement par rapport à une même direction de référence avant l'introduction des tiges (26) de maintien, cette introduction desdites tiges provoquant l'alignement des trous (24) des parties polaires non flottantes (13) et des trous (25) des parties polaires flottantes (17) de tôles consécutives, respectivement de paquets de tôles (9) consécutifs.
17. Machine électrique tournante (1) comportant :
un rotor (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes et, un stator (3) interagissant avec le rotor (2).
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