WO2017093635A1 - Rotor a griffes de machine electrique tournante muni d'au moins un chanfrein realise dans un bord de fuite d'une griffe - Google Patents

Rotor a griffes de machine electrique tournante muni d'au moins un chanfrein realise dans un bord de fuite d'une griffe Download PDF

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WO2017093635A1
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claw
claws
rotor according
rotor
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PCT/FR2016/053059
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Mamy Rakotovao
Antoine TAN-KIM
Vincent LANFRANCHI
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
    • H02K21/044—Rotor of the claw pole type

Definitions

  • the present invention relates to a rotary electric machine rotor provided with at least one chamfer made in a trailing edge of a claw.
  • the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application in the field of alternators and reversible electric machines for a motor vehicle.
  • An alternator transforms mechanical energy into electrical energy.
  • a reversible machine also makes it possible to convert electrical energy into mechanical energy, in particular to start the engine of the vehicle.
  • an alternator as described in document EP0762617 comprises a housing and, inside thereof, a claw rotor, fixed in rotation directly or indirectly to a shaft, and a stator which surrounds the rotor with the presence of a gap.
  • a pulley is attached to the front end of the shaft.
  • the stator comprises a body in the form of a pack of sheets with notches equipped with notch insulators for mounting the stator winding.
  • the coil comprises a plurality of phase windings passing through the notches of the body and forming, with all the phase windings, a front bun and a rear bun on either side of the stator body.
  • the windings are obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from bar-like conductor elements, such as U-shaped pins whose ends are interconnected for example by welding.
  • phase windings are, for example, three-phase windings connected in a star or in a triangle, the outputs of which are connected to at least one electronic rectification module comprising rectifying elements, such as diodes or transistors.
  • the rotor has two pole wheels.
  • Each pole wheel has a flange of transverse orientation provided at its periphery outer claws for example of trapezoidal shape and axial orientation.
  • the claws of one wheel are directed axially towards the flange of the other wheel.
  • Each claw of a pole wheel enters the space between two claws adjacent to the other pole wheel, so that the claws of the pole wheels are nested relative to each other.
  • a cylindrical core is interposed axially between the flanges of the wheels. This core carries at its outer periphery an excitation coil wound in an insulator radially interposed between the core and this coil.
  • the aim of the invention is to effectively minimize magnetic noise by proposing a rotating electric machine rotor of a motor vehicle comprising:
  • At least one pole wheel comprising a plurality of claws
  • each claw comprising a leading edge and a trailing edge extending between a base and a free end of the corresponding claw
  • said rotor being characterized in that at least one claw comprises a chamfer made in a trailing edge, and in that a ratio of a maximum width of said chamfer on a polar pitch is between 0.16 and 0, 37 in a range of operating speeds.
  • said rotor comprises a first polar wheel and a second pole wheel, and in that claws of said first pole wheel each comprise a first bevel associated with a first ratio for a low speed of said operating speed range, and claws of said second pole wheel comprise each having a second chamfer associated with a second ratio for a high speed of said operating speed range. Since the optimum chamfer depends on the speed of rotation of the rotor, such a configuration makes it possible to minimize the magnetic noise optimally over the entire operating range of the rotor.
  • said chamfer is associated with an optimal ratio equal to an average between a first ratio for a low speed of the operating speed range and a second ratio for a high speed of the operating speed range.
  • An alternative claw configuration is thus defined which makes it possible to minimize the magnetic noise optimally over the entire operating range of the rotor.
  • the range of operating speeds is between 1800 and 4000 revolutions / minute.
  • a chamfer surface decreases when moving towards the free end of the corresponding claw.
  • the surface of said chamfer is substantially zero at the free end of the claw.
  • the claw has an outer radial surface, and in that the chamfer is formed on said outer radial surface. In one embodiment, the chamfer extends axially between the base and the free end of the corresponding claw.
  • a radial section of the chamfer extends along a straight line.
  • a radial section of the chamfer extends along an arc.
  • said claws of said pole wheel are symmetrical.
  • said claws of said pole wheel are asymmetrical.
  • said rotor comprises interpolar magnets each positioned inside a space separating two successive claws.
  • the subject of the invention is also a rotating electrical machine of the alternator type or a reversible machine characterized in that it comprises a rotor as defined above.
  • Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of an alternator according to the present invention.
  • Figures 2a and 2b are respectively schematic side and top views of a polar wheel claw according to the present invention provided with a bevel;
  • FIG. 3 is a graph showing two curves representing the noise level of a three-phase alternator as a function of a ratio between a maximum chamfer width and a polar pitch, each curve corresponding to a specific rotation speed of the alternator;
  • FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of a polar wheel claw according to the present invention
  • FIG. 5 shows a schematic variant embodiment of the rotor according to the present invention in which the chamfers of the claws have two different configurations from one pole wheel to the other;
  • FIG. 6 illustrates a schematic variant embodiment of a rotor according to the present invention with asymmetrical claws. Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another. In the following description, it is considered that a "front" element is located on the side of the pulley of the machine and a “rear” element is located on the opposite side.
  • FIG. 1 shows a compact and polyphase alternator 10, in particular for a motor vehicle. This alternator 10 transforms mechanical energy into electrical energy and can be reversible. Such a reversible alternator 10, called an alternator / starter, makes it possible to convert electrical energy into mechanical energy, in particular to start the engine of the vehicle.
  • This alternator 10 comprises a housing 1 1 and, inside thereof, a claw rotor 12 mounted on a shaft 13, and a stator 16, which surrounds the rotor 12 with the presence of an air gap 17.
  • a pulley 14 is attached to the shaft 13. This pulley belongs to a belt motion transmission device between the alternator 10 and the engine of the motor vehicle.
  • the axis X of the shaft 13 forms the axis of rotation of the rotor 12.
  • the stator 16 comprises a body 19 in the form of a pack of sheets provided with notches, for example of the semi-closed type, equipped with slot insulator for mounting the phases of the stator 16.
  • Each phase comprises at least one winding through the notches of the body 19 of the stator 16 and forms, with all phases, a front bun 20 and a rear bun 21 on either side of the stator body 19.
  • the windings are obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from bar-like conductor elements, such as pins connected together for example by welding. These windings are, for example, three-phase windings connected in a star or in a triangle, the outputs of which are connected to at least one rectifier bridge comprising rectifying elements such as diodes or transistors of the MOSFET type, in particular when it is a question of an alternator-starter as described for example in the document FR2745445.
  • the rotor 12 comprises two pole wheels 24, 25 each having a flange 28 of transverse orientation provided at its outer periphery with claws 29 for example of trapezoidal shape and axial orientation.
  • the claws 29 of a wheel 24, 25 are directed axially towards the flange 28 of the other wheel.
  • Each claw 29 of a pole wheel 24, 25 enters the space between two claws 29 adjacent to the other pole wheel, so that the claws 29 of the pole wheels 24, 25 are interleaved with each other.
  • the outer periphery of the claws 29 defines with the inner periphery of the body 19 of the stator 16 the gap 17 between the stator 16 and the rotor 12.
  • the inner periphery of the claws 29 is inclined, so that the claws 29 are thinner on the side their free end 54, as can be seen in Figure 2a.
  • a cylindrical core 30 is interposed axially between the flanges 28 of the wheels 24, 25.
  • the core 30 consists of two half-cores each belonging to one of the flanges 28.
  • This core 30 carries at its outer periphery a excitation coil 31 wound in an insulator radially interposed between the core 30 and the coil 31.
  • the casing 1 1 comprises front 35 and rear 36 bearings assembled together.
  • the bearings 35, 36 are of hollow form and each bear a central bearing 37, 38 ball for the rotational mounting of the shaft 13 of the rotor.
  • the rear bearing 36 carries a brush holder 40 provided with brushes 41 intended to rub against rings 44 of a manifold 45 connected by wire bonds to the excitation coil 31.
  • the brushes 41 are electrically connected to a voltage regulator mounted outside the machine.
  • the front 35 and rear 36 bearings comprise substantially lateral front 60 and rear 61 openings in order to allow the cooling of the alternator 10 by air circulation generated by the rotation of a fan 62 positioned on the front face of the rotor and another fan 63 positioned on the rear face of the rotor.
  • each fan 62, 63 is provided with a plurality of blades 64.
  • the front lateral openings 60 and rear 61 are opposite the bunches respectively before 20 and rear 21.
  • each claw 29 of trapezoidal shape comprises a leading edge 51 entering firstly into contact with the air in the direction of rotation of the rotor 12 indicated by the arrow SR and a trailing edge 52 located on the opposite side from the leading edge 51.
  • These edges 51, 52 extend between the base 53 of the claw 29, which coincides locally with the outer periphery of the flange 28 corresponding, and the free end 54 of the claw 29.
  • a chamfer 57 is made in the trailing edge 52 of each claw 29 of the pole wheels 24, 25.
  • a chamfer 57 is made only in certain claws 29 of the pole wheels 24, 25.
  • the chamfer 57 is formed on an outer radial surface 56 of a corresponding claw 29.
  • the chamfer 57 preferably extends axially between the base 53 and the free end 54 of the corresponding claw 29, that is to say over the entire axial length of the claw 29.
  • This chamfer 57 is defined in particular by two lateral sides 58,
  • the surface of the chamfer 57 of generally triangular shape decreases when moving towards a free end 54 of the claw 29.
  • the surface of the chamfer 57 is substantially zero at the free end 54 of the claw 29.
  • the maximum width Chbjnax is measured in a circumferential direction, that is to say in a direction parallel to the direction in which the flange 28 of the corresponding pole wheel 24, 25 extends.
  • Each chamfer 57 may have a flat shape, that is to say that a radial section of the chamfer 57 extends along a straight line.
  • the chamfer 57 has a radial section extending along an arc of a circle, that is to say that the chamfer 57 has a rounded corner along a radius of curvature L1, as can be seen in FIG. 4.
  • the maximum width Chbjnax is measured between a line D1 parallel to the median plane PM of the claw 29 and tangent to the rounded corner and intersection between the flat portion of the chamfer 57 and the machining radius L2 of the rotor 12.
  • the angle K between the flat portion of the chamfer 57 and the median plane PM of the claw 29 is for example between 60 and 78 degrees.
  • the optimal ratio R in terms of noise reduction is between 0.16 and 0.37. It should be noted that the aforementioned operating range does not correspond to the minimum and maximum operating speeds of the alternator but to the range of speeds for which the magnetic noise, which has a significant level and which is not covered by the fan noise, should be attenuated.
  • the chamfers 57 are made only in the trailing edges 52 of the claws 29. In fact, it has been demonstrated that the realization of chamfers 57 in the leading edge 51 and the trailing edge 52 of each claw 29 has the effect of reducing the magnetic performance of the electric machine.
  • the claws 29 of one of the pole wheels 24 may each have a first chamfer 57 of maximum width chb_max1 associated with a first ratio R1 which is optimal in terms of reduction. of noise for the low speed of the operating speed range.
  • the ratio R1 is, for example, 0.17 for 1800 revolutions / min.
  • the claws 29 of the other pole wheel 25 may each have a second chamfer 57 'of width chb_max2 associated with a second ratio R2 which is optimal in terms of noise reduction for the high speed of the operating speed range.
  • the ratio R2 is, for example, 0.36 for 4000 revolutions / min.
  • the corresponding rotor 12 having chamfers 57, 57 'different from a pole wheel 24 to the other 25 is illustrated in FIG.
  • the chamfer 57 made on each of the claws 29 is associated with a ratio Rmoy equal to an average between the first ratio R1 for the low speed of the operating speed range P and the second ratio R2 for the high speed of the range.
  • the claws 29 of the pole wheels 24, 25 are symmetrical, that is to say that the median M passing through the center of the base 53 also passes through the free end 54 of the claw 29. (see Figure 2b).
  • the claws 29 of the pole wheels 24, 25 are asymmetrical, that is to say that the median M through the center of the base 53 of a claw 29 is shifted relative to a parallel straight line passing through the free end 54 of the corresponding claw 29.
  • An asymmetric claw 29 can be inclined in the direction of rotation SR (see arrow F1) or in the direction opposite to the direction of rotation SR (see arrow F2).
  • the claws 29 of the two pole wheels 24, 25 can be bent in the same direction or in opposite directions, as is shown in Figure 6.
  • the rotor 12 may optionally include interpolar magnets 46 visible in Figures 5 and 6 each positioned within a space 66 between two claws 29 successive.
  • the magnets 46 may be positioned inside all the interpolar spaces 66 or only inside some of them and evenly distributed along the circumference of the rotor 12.
  • the magnets 46 may be made of rare earth NeFeB (Neodyme-Iron-Boron) or SmCo (Samarium-Cobalt). The choices of the material and the number of interpolar magnets 46 make it possible to easily adjust the magnetic properties of the rotor 12 to the desired power of the alternator.

Landscapes

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

L'invention porte principalement sur un rotor de machine électrique tournante de véhicule automobile comportant: - au moins une roue polaire comprenant une pluralité de griffes (29), - chaque griffe (29) comportant un bord d'attaque (51 ) et un bord de fuite (52) s'étendant entre une base (53) et une extrémité libre (54) de la griffe (29) correspondante, - ledit rotor (12) étant caractérisé en ce qu'au moins une griffe (29) comporte un chanfrein (57) réalisé dans au moins un bord de fuite (52), et en ce qu'un ratio d'une largeur maximale (chb_max) dudit chanfrein (57) sur un pas polaire est compris entre 0,16 et 0,37 dans une plage de vitesses de fonctionnement.

Description

ROTOR A GRIFFES DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNI D'AU MOINS UN CHANFREIN REALISE DANS UN BORD
DE FUITE D'UNE GRIFFE
La présente invention porte sur un rotor de machine électrique tournante muni d'au moins un chanfrein réalisé dans un bord de fuite d'une griffe. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des alternateurs et des machines électriques réversibles pour véhicule automobile. Un alternateur transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique. Une machine réversible permet également de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique, notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.
De façon connue en soi, un alternateur tel que décrit dans le document EP0762617 comporte un carter et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes, solidaire en rotation de manière directe ou indirecte d'un arbre, et un stator qui entoure le rotor avec présence d'un entrefer. Une poulie est fixée sur l'extrémité avant de l'arbre.
Le stator comporte un corps en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches équipées d'isolants d'encoches pour le montage du bobinage du stator. Le bobinage comporte une pluralité d'enroulements de phase traversant les encoches du corps et formant, avec tous les enroulements de phase, un chignon avant et un chignon arrière de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme de barre, tels que des épingles en forme de U dont les extrémités sont reliées entre elles par exemple par soudage.
Ces enroulements de phase sont par exemple des enroulements triphasés connectés en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées à au moins un module électronique de redressement comportant des éléments redresseurs, tels que des diodes ou des transistors. Par ailleurs, le rotor comporte deux roues polaires. Chaque roue polaire présente un flasque d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Les griffes d'une roue sont dirigées axialement vers le flasque de l'autre roue. Chaque griffe d'une roue polaire pénètre dans l'espace existant entre deux griffes voisines de l'autre roue polaire, de sorte que les griffes des roues polaires sont imbriquées les unes par rapport aux autres. Un noyau cylindrique est intercalé axialement entre les flasques des roues. Ce noyau porte à sa périphérie externe un bobinage d'excitation bobiné dans un isolant intercalé radialement entre le noyau et ce bobinage.
Il est connu que ce type de machines électriques émet un bruit acoustique dû aux vibrations engendrées par les forces magnétiques en présence. Ce bruit est particulièrement nuisible dans une plage de vitesses de rotation basse, notamment entre 1800 et 4000 tours/min. En effet, au-delà le bruit aéraulique du ventilateur couvre le bruit magnétique en sorte qu'il n'est plus nécessaire de réduire ce dernier. L'invention vise à minimiser efficacement le bruit magnétique en proposant un rotor de machine électrique tournante de véhicule automobile comportant:
- au moins une roue polaire comprenant une pluralité de griffes,
- chaque griffe comportant un bord d'attaque et un bord de fuite s'étendant entre une base et une extrémité libre de la griffe correspondante,
- ledit rotor étant caractérisé en ce qu'au moins une griffe comporte un chanfrein réalisé dans un bord de fuite, et en ce qu'un ratio d'une largeur maximale dudit chanfrein sur un pas polaire est compris entre 0,16 et 0,37 dans une plage de vitesses de fonctionnement. Ainsi, en réalisant une telle configuration de chanfrein sur le bord de fuite, on augmente localement la taille de l'entrefer de manière à diminuer les forces magnétiques et donc le bruit engendré de manière significative. Cette diminution du bruit est obtenue sans diminution des performances magnétiques de la machine électrique. Selon une réalisation, des chanfreins sont réalisés uniquement dans les bords de fuites des griffes.
Selon une réalisation, ledit rotor comporte une première roue polaire et une deuxième roue polaire, et en ce que des griffes de ladite première roue polaire comportent, chacune, un premier chanfrein associé à un premier ratio pour une vitesse basse de ladite plage de vitesses de fonctionnement, et des griffes de ladite deuxième roue polaire comportent, chacune, un deuxième chanfrein associé à un deuxième ratio pour une vitesse haute de ladite plage de vitesses de fonctionnement. Le chanfrein optimal dépendant de la vitesse de rotation du rotor, une telle configuration permet de minimiser le bruit magnétique de façon optimale sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du rotor. Selon une réalisation, ledit chanfrein est associé à un ratio optimal égal à une moyenne entre un premier ratio pour une vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement et un deuxième ratio pour une vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement. On définit ainsi une configuration de griffe alternative permettant de minimiser le bruit magnétique de façon optimale sur l'ensemble de la plage de fonctionnement du rotor.
Selon une réalisation, la plage de vitesses de fonctionnement est comprise entre 1800 et 4000 tours/minute.
Selon une réalisation, une surface du chanfrein décroît lorsque l'on se déplace vers l'extrémité libre de la griffe correspondante.
Selon une réalisation, la surface dudit chanfrein est sensiblement nulle au niveau de l'extrémité libre de la griffe.
Selon une réalisation, la griffe présente une surface radiale externe, et en ce que le chanfrein est réalisé sur ladite surface radiale externe. Selon une réalisation, le chanfrein s'étend axialement entre la base et l'extrémité libre de la griffe correspondante.
Selon une réalisation, une section radiale du chanfrein s'étend le long d'une droite.
Selon une réalisation, une section radiale du chanfrein s'étend le long d'un arc de cercle. Selon une réalisation, lesdites griffes de ladite roue polaire sont symétriques.
Selon une réalisation, lesdites griffes de ladite roue polaire sont dissymétriques. Selon une réalisation, ledit rotor comporte des aimants interpolaires positionnés chacun à l'intérieur d'un espace séparant deux griffes successives.
L'invention a également pour objet une machine électrique tournante de type alternateur ou une machine réversible caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor tel que précédemment défini.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un alternateur selon la présente invention;
Les figures 2a et 2b sont respectivement des vues schématiques de côté et de dessus d'une griffe de roue polaire selon la présente invention munie d'un chanfrein;
La figure 3 est un graphique montrant deux courbes représentant le niveau de bruit d'un alternateur triphasé en fonction d'un ratio entre une largeur maximale de chanfrein et un pas polaire, chaque courbe correspondant à une vitesse de rotation spécifique de l'alternateur;
La figure 4 est une vue schématique en coupe transversale partielle d'une griffe de roue polaire selon la présente invention; La figure 5 montre une variante de réalisation schématique du rotor selon la présente invention dans laquelle les chanfreins des griffes présentent deux configurations différentes d'une roue polaire à l'autre;
La figure 6 illustre une variante de réalisation schématique d'un rotor selon la présente invention à griffes dissymétriques. Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. Dans la suite de la description, on considère qu'un élément "avant" est situé du côté de la poulie de la machine et qu'un élément "arrière" est situé du côté opposé. On a représenté sur la figure 1 un alternateur 10 compact et polyphasé, notamment pour véhicule automobile. Cet alternateur 10 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique et peut être réversible. Un tel alternateur 10 réversible, appelé alterno-démarreur, permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.
Cet alternateur 10 comporte un carter 1 1 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes 12 monté sur un arbre 13, et un stator 16, qui entoure le rotor 12 avec présence d'un entrefer 17. Une poulie 14 est fixée sur l'arbre 13. Cette poulie appartient à un dispositif de transmission de mouvement à courroie entre l'alternateur 10 et le moteur thermique du véhicule automobile. L'axe X de l'arbre 13 forme l'axe de rotation du rotor 12.
Le stator 16 comporte un corps 19 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi-fermées, équipées d'isolant d'encoches pour le montage des phases du stator 16. Chaque phase comporte au moins un enroulement traversant les encoches du corps 19 du stator 16 et forme, avec toutes les phases, un chignon avant 20 et un chignon arrière 21 de part et d'autre du corps de stator 19.
Les enroulements sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme de barre, tels que des épingles reliées entre elles par exemple par soudage. Ces enroulements sont par exemple des enroulements triphasés connectés en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées à au moins un pont redresseur comportant des éléments redresseurs tels que des diodes ou des transistors du type MOSFET, notamment lorsqu'il s'agit d'un alterno- démarreur comme décrit par exemple dans le document FR2745445.
Le rotor 12 comporte deux roues polaires 24, 25 présentant chacune un flasque 28 d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes 29 par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Les griffes 29 d'une roue 24, 25 sont dirigées axialement vers le flasque 28 de l'autre roue. Chaque griffe 29 d'une roue polaire 24, 25 pénètre dans l'espace existant entre deux griffes 29 voisines de l'autre roue polaire, de sorte que les griffes 29 des roues polaires 24, 25 sont imbriquées les unes par rapport aux autres.
La périphérie externe des griffes 29 définit avec la périphérie interne du corps 19 du stator 16 l'entrefer 17 entre le stator 16 et le rotor 12. La périphérie interne des griffes 29 est inclinée, en sorte que les griffes 29 sont moins épaisses du côté de leur extrémité libre 54, comme cela est visible sur la figure 2a.
Un noyau cylindrique 30 est intercalé axialement entre les flasques 28 des roues 24, 25. En l'occurrence, le noyau 30 consiste en deux demi- noyaux appartenant chacun à l'un des flasques 28. Ce noyau 30 porte à sa périphérie externe une bobine d'excitation 31 bobinée dans un isolant intercalé radialement entre le noyau 30 et la bobine 31 .
Par ailleurs, le carter 1 1 comporte des paliers avant 35 et arrière 36 assemblés ensemble. Les paliers 35, 36 sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement 37, 38 à billes pour le montage à rotation de l'arbre 13 du rotor. Le palier arrière 36 porte un porte-balais 40 muni de balais 41 destinés à venir frotter contre des bagues 44 d'un collecteur 45 reliées par des liaisons filaires au bobinage d'excitation 31 . Les balais 41 sont reliés électriquement à un régulateur de tension monté à l'extérieur de la machine. Les paliers avant 35 et arrière 36 comportent des ouvertures sensiblement latérales avant 60 et arrière 61 en vue de permettre le refroidissement de l'alternateur 10 par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur 62 positionné sur la face avant du rotor et d'un autre ventilateur 63 positionné sur la face arrière du rotor. Chaque ventilateur 62, 63 est pourvu d'une pluralité de pales 64. Les ouvertures latérales avant 60 et arrière 61 sont en regard des chignons respectivement avant 20 et arrière 21 . Comme on peut le voir sur la figure 2b, chaque griffe 29 de forme trapézoïdale comporte un bord d'attaque 51 entrant le premier en contact avec l'air suivant le sens de rotation du rotor 12 indiqué par la flèche SR et un bord de fuite 52 situé du côté opposé par rapport au bord d'attaque 51 . Ces bords 51 , 52 s'étendent entre la base 53 de la griffe 29, qui coïncide localement avec la périphérie externe du flasque 28 correspondant, et l'extrémité libre 54 de la griffe 29.
En l'occurrence, un chanfrein 57 est réalisé dans le bord de fuite 52 de chaque griffe 29 des roues polaires 24, 25. En variante, un chanfrein 57 est réalisé uniquement dans certaines griffes 29 des roues polaires 24, 25. Dans tous les cas, le chanfrein 57 est réalisé sur une surface radiale externe 56 d'une griffe 29 correspondante. Le chanfrein 57 s'étend de préférence axialement entre la base 53 et l'extrémité libre 54 de la griffe 29 correspondante, c'est-à-dire sur toute la longueur axiale de la griffe 29. Ce chanfrein 57 est délimité notamment par deux côtés latéraux 58,
59 se rejoignant au niveau de l'extrémité libre 54 de la griffe 29. Ainsi, la surface du chanfrein 57 de forme globalement triangulaire décroît lorsque l'on se déplace vers une extrémité libre 54 de la griffe 29. La surface du chanfrein 57 est sensiblement nulle au niveau de l'extrémité libre 54 de la griffe 29.
On définit un ratio R entre une largeur maximale Chbjnax du chanfrein 57 et un pas polaire Tp, soit R= Chb_max/Tp. Le pas polaire Tp est égal au rapport entre la circonférence interne du stator et le nombre de pôles de la machine, soit Tp= nD/2p avec D étant le diamètre interne du stator et p étant le nombre de paires de pôles de la machine.
La largeur maximale Chbjnax est mesurée suivant une direction circonférentielle, c'est-à-dire dans une direction parallèle à la direction selon laquelle s'étend le flasque 28 de la roue polaire 24, 25 correspondante. Chaque chanfrein 57 pourra présenter une forme plane, c'est-à-dire qu'une section radiale du chanfrein 57 s'étend le long d'une droite.
Alternativement, le chanfrein 57 présente une section radiale s'étendant le long d'un arc de cercle, c'est-à-dire que le chanfrein 57 présente un coin arrondi suivant un rayon de courbure L1 , comme cela est visible sur la figure 4. Dans ce cas, la largeur maximale Chbjnax est mesurée entre une droite D1 parallèle au plan médian PM de la griffe 29 et tangente au coin arrondi et l'intersection entre la partie plane du chanfrein 57 et le rayon d'usinage L2 du rotor 12. L'angle K entre la partie plane du chanfrein 57 et le plan médian PM de la griffe 29 est par exemple compris entre 60 et 78 degrés.
Comme cela est illustré par les courbes de la figure 3, pour une plage P de vitesses de fonctionnement comprise entre 1800 et 4000 tours/minute, le ratio optimal R en termes de réduction de bruit est compris entre 0,16 et 0,37. Il est à noter que la plage de fonctionnement précitée ne correspond pas aux vitesses minimale et maximale de fonctionnement de l'alternateur mais à la plage de vitesses pour laquelle le bruit magnétique, qui présente un niveau significatif et qui n'est pas couvert par le bruit aéraulique des ventilateurs, doit être atténué.
De préférence, les chanfreins 57 sont réalisés uniquement dans les bords de fuite 52 des griffes 29. En effet, il a été mis en évidence que la réalisation de chanfreins 57 dans le bord d'attaque 51 et le bord de fuite 52 de chaque griffe 29 a pour effet de diminuer les performances magnétiques de la machine électrique.
Le chanfrein optimal 57 dépendant de la vitesse de rotation du rotor 12, les griffes 29 d'une des roues polaires 24 pourront présenter, chacune, un premier chanfrein 57 de largeur maximale chb_max1 associé à un premier ratio R1 qui est optimal en termes de réduction de bruit pour la vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement. Le ratio R1 vaut, par exemple, 0.17 pour 1800 tours/min. Les griffes 29 de l'autre roue polaire 25 pourront présenter, chacune, un deuxième chanfrein 57' de largeur chb_max2 associé à un deuxième ratio R2 qui est optimal en termes de réduction de bruit pour la vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement. Le ratio R2 vaut, par exemple, 0.36 pour 4000 tours/min. Le rotor 12 correspondant ayant des chanfreins 57, 57' différents d'une roue polaire 24 à l'autre 25 est illustré à la figure 5.
Comme cela ressort du tableau ci-après, une telle configuration permet de minimiser le bruit magnétique de façon optimale sur l'ensemble de la plage de fonctionnement P du rotor 12. En effet, il apparaît que l'on obtient une réduction moyenne de puissance acoustique de l'ordre de 1 .5dB par rapport à la configuration optimale de chanfrein correspondant à la vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement P, et une réduction moyenne de puissance acoustique de l'ordre de 2.6dB par rapport à la configuration optimale de chanfrein correspondant à la vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement P.
Figure imgf000010_0001
Alternativement, le chanfrein 57 réalisé sur chacune des griffes 29 est associé à un ratio Rmoy égal à une moyenne entre le premier ratio R1 pour la vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement P et le deuxième ratio R2 pour la vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement P. On obtient donc dans l'exemple précédent Rmoy=(0.15+0.27)/2=0.26.
Dans l'exemple de réalisation, les griffes 29 des roues polaires 24, 25 sont symétriques, c'est-à-dire que la médiane M passant par le centre de la base 53 passe également par l'extrémité libre 54 de la griffe 29 (cf. figure 2b). En variante, comme cela est illustré par la figure 6, les griffes 29 des roues polaires 24, 25 sont dissymétriques, c'est-à-dire que la médiane M passant par le centre de la base 53 d'une griffe 29 est décalée par rapport à une droite parallèle passant par l'extrémité libre 54 de la griffe 29 correspondante. Une griffe 29 dissymétrique peut être penchée dans le sens de rotation SR (cf. flèche F1 ) ou dans le sens opposé au sens de rotation SR (cf. flèche F2). Les griffes 29 des deux roues polaires 24, 25 pourront être penchées dans le même sens ou dans des sens opposés, comme cela est représenté sur la figure 6.
Le rotor 12 pourra le cas échéant comporter des aimants interpolaires 46 visibles sur les figures 5 et 6 positionnés chacun à l'intérieur d'un espace 66 séparant deux griffes 29 successives. Les aimants 46 pourront être positionnés à l'intérieur de tous les espaces interpolaires 66 ou uniquement à l'intérieur de certains d'entre eux et répartis de façon régulière suivant la circonférence du rotor 12. Les aimants 46 pourront être réalisés en terres rare NeFeB (Neodyme-Fer-Bore) ou SmCo (Samarium-Cobalt). Les choix du matériau et du nombre d'aimants interpolaires 46 permettent d'ajuster aisément les propriétés magnétiques du rotor 12 à la puissance recherchée de l'alternateur.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Rotor (12) de machine électrique tournante de véhicule automobile comportant:
- au moins une roue polaire (24, 25) comprenant une pluralité de griffes (29),
- chaque griffe (29) comportant un bord d'attaque (51 ) et un bord de fuite (52) s'étendant entre une base (53) et une extrémité libre (54) de la griffe (29) correspondante,
- ledit rotor (12) étant caractérisé en ce qu'au moins une griffe (29) comporte un chanfrein (57) réalisé dans un bord de fuite (52), et en ce qu'un ratio d'une largeur maximale dudit chanfrein (57) sur un pas polaire (Tp) est compris entre 0,16 et 0,37 dans une plage de vitesses de fonctionnement
(P)-
2. Rotor selon la revendication 1 , caractérisé en ce que des chanfreins (57) sont réalisés uniquement dans les bords de fuites (52) des griffes (29).
3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une première roue polaire (24) et une deuxième roue polaire (25), et en ce que des griffes (29) de ladite première roue polaire (24) comportent, chacune, un premier chanfrein (57) associé à un premier ratio (R1 ) pour une vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement (P), et des griffes (29) de ladite deuxième roue polaire (25) comportent, chacune, un deuxième chanfrein (57') associé à un deuxième ratio (R2) pour une vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement (P).
4. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit chanfrein (57) est associé à un ratio optimal égal à une moyenne entre un premier ratio (R1 ) pour une vitesse basse de la plage de vitesses de fonctionnement et un deuxième ratio (R2) pour une vitesse haute de la plage de vitesses de fonctionnement.
5. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plage de vitesses de fonctionnement est comprise entre 1800 et
4000 tours/minute.
6. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une surface du chanfrein (57) décroît lorsque l'on se déplace vers l'extrémité libre (54) de la griffe (29) correspondante.
7. Rotor selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface dudit chanfrein (57) est sensiblement nulle au niveau de l'extrémité libre (54) de la griffe (29).
8. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la griffe (29) présente une surface radiale externe (56), et en ce que le chanfrein (57) est réalisé sur ladite surface radiale externe (56).
9. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le chanfrein (57) s'étend axialement entre la base (53) et l'extrémité libre (54) de la griffe (29) correspondante.
10. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une section radiale du chanfrein (57) s'étend le long d'une droite.
1 1 . Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une section radiale du chanfrein (57) s'étend le long d'un arc de cercle.
12. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que lesdites griffes (29) de ladite roue polaire (24, 25) sont symétriques.
13. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que lesdites griffes (29) de ladite roue polaire (24, 25) sont dissymétriques.
14. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte des aimants interpolaires (46) positionnés chacun à l'intérieur d'un espace séparant deux griffes (29) successives.
15. Machine électrique tournante de type alternateur ou machine réversible caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor (12) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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