WO2024079165A1 - Rotor pour moteur électromagnétique avec structures d'aimant en deux parties - Google Patents

Rotor pour moteur électromagnétique avec structures d'aimant en deux parties Download PDF

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WO2024079165A1
WO2024079165A1 PCT/EP2023/078136 EP2023078136W WO2024079165A1 WO 2024079165 A1 WO2024079165 A1 WO 2024079165A1 EP 2023078136 W EP2023078136 W EP 2023078136W WO 2024079165 A1 WO2024079165 A1 WO 2024079165A1
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WO
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rotor
internal
substructure
magnet
branches
Prior art date
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PCT/EP2023/078136
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Inventor
Romain RAVAUD
Loïc MAYEUR
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Whylot
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    • 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
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    • H02K1/2795—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators

Definitions

  • the present invention relates to a rotor for an axial flux electromagnetic motor or generator having an advantageously enlarged hub from which branches with a two-part magnet structure extend between two adjacent branches.
  • the invention also relates to a motor or an electromagnetic generator equipped with such a rotor.
  • the present invention finds an advantageous but non-limiting application for an electromagnetic motor delivering high power with a high rotor rotation speed, which is obtained by the specific characteristics of the rotor according to the present invention.
  • a motor can be used, for example, as an electromagnetic motor in a fully electric or hybrid motor vehicle.
  • the motor or the electromagnetic generator can comprise at least one rotor framed by two stators, these elements being able to be superimposed on each other while being separated by at least one air gap on the same shaft.
  • the rotor comprises a body in the form of a discoidal support for magnets having two circular faces connected by a thickness, the disc being delimited between an external crown formed by a hoop and an internal periphery delimiting a recess for a rotation shaft.
  • the magnets are each held in the discoidal support by holding means, an interval being left between the magnets.
  • the recovery of the forces is carried out mainly by the peripheral hoop and also by glue on the contour of the magnet structure binding it to the branches.
  • Axial flux motors are often used as a motor with higher mass torques than radial flux motors. They can therefore be used in low speed applications.
  • the main disadvantage of a high rotational speed motor lies in the high probability of detachment of the magnet or magnets from the rotor as well as at least partial breakage of the rotor. .
  • the rotor of such a motor must therefore be able to withstand high rotational speeds.
  • One solution may be to produce meshes of elongated unit magnets in fibrous and resinated structures, so as to reduce eddy currents and to use a composite material body for the rotor which does not conduct electricity, ideally a fiberglass rotor, with a hoop placed at the periphery of the rotor so as to maintain the forces due to centrifugal effects.
  • Document EP-A-0 353 042 representing the closest state of the art, describes a rotor of a motor or an electromagnetic generator having a body comprising an internal hub concentric with a central axis of rotation of the rotor , branches extending radially relative to the central axis of rotation from the internal hub towards a hoop forming a circular external periphery of the rotor, at least one magnet being housed in each space delimited between two adjacent branches, each branch having a decreasing width moving away from the internal hub to end with a tapered point against the hoop, each magnet having an increasing width away from the internal hub to end against the hoop surrounding the rotor.
  • This document does not allow a support for multiple permanent magnets which can, on the one hand, maintain the permanent magnets that the rotor supports effectively by preventing the magnets from detaching from the rotor while compensating the centrifugal force effectively and, on the other hand, present a mechanical resistance such that the rotor can rotate at very high speeds.
  • Document FR-A-1 475 501 does not describe a rotor but only a magnet structure comprising several unit magnets without specifying an application for this magnet structure and suggesting that the disadvantages of the two aforementioned documents can be annihilated by the use of such a magnet structure with several unit magnets, given that a use of such a magnet structure for a rotor is not mentioned in this document.
  • the problem underlying the present invention is to design a rotor for supporting several permanent magnets provided with a hoop for an axial flux electromagnetic machine which can, on the one hand, maintain the permanent magnets that the rotor supports from effectively by preventing the magnets from detaching from the rotor while compensating the centrifugal force effectively and, on the other hand, present mechanical resistance such that the rotor can rotate at very high speeds.
  • the present invention relates to a rotor of a motor or an electromagnetic generator having a body comprising an internal hub concentric with a central axis of rotation of the rotor, branches extending radially relative to the central axis of rotation from the internal hub towards a hoop forming a circular external periphery of the rotor, a magnet structure forming a magnet pole being housed in each space delimited between two adjacent branches associated with the magnet structure, characterized in that each magnet structure is in the form of two distinct substructures respectively internal and external according to their position in the rotor extending radially between the two associated adjacent branches, the substructure internal to the rotor presenting its most internal face in contact at least partial, when the rotor is not rotating, with the internal hub and its lateral faces each facing one of the two associated adjacent branches being in mechanical engagement against a portion facing them of the branch adjacent associated with a stop in an axial direction to the rotor and freedom of movement in a radial direction to the rotor, and the
  • the mechanical engagement according to the present invention allows the internal substructures to be maintained in an axial direction to the rotor while allowing it a small radial movement, which was not possible by lateral bonding of the magnet structures in a single part against the branches.
  • the inventive approach of the present invention is to modify the shape of each magnet structure housed between two adjacent branches by creating two distinct parts or substructures.
  • the forces exerted on the external substructure are taken up by the hoop and the forces exerted on the internal substructure are taken up by the portions of the branches adjacent to the rotor hub by a mechanical recovery.
  • the present invention thus allows a recovery of centrifugal forces specifically adapted to the position of the substructure in the rotor by being different for an internal substructure than for an external substructure.
  • the magnets are glued to the branches which makes it possible to transmit part of the centrifugal forces in the branches, a part variable depending on the modulus of the glue and therefore its temperature.
  • the glue to distribute the load on the branches, becomes useless mainly for the internal substructures, and the part of the effort which passes into the branches no longer depends on the temperature, but only of the mass distribution of the two substructures of the magnet structure.
  • Another advantage in addition to being able to increase the rotation speed of the rotor, is to be able to put more magnet mass at the outer radius of the rotor. This favors the creation of torque, at iso magnet mass, compared to an axial flux machine rotor or magnet structures in a single magnet block, at iso speed.
  • each lateral face of the internal substructure of each magnet structure against a portion facing it of the adjacent branch associated by a male part carried laterally by each internal substructure housed in a female part carried by a portion of the branches facing the internal substructure or vice versa for positioning of the male and female parts.
  • each internal substructure is embedded in a first layer of composite completely covering the internal substructure, the first layer of composite being configured to form the male parts, each being carried laterally on one side by each internal substructure.
  • the two internal and external substructures of each magnet structure between two adjacent branches are embedded in a second layer of composite completely coating the magnet structure, the rotor also being coated in a third layer of composite.
  • the composition of the coatings may differ depending on their role.
  • the first coating concerns the coating of the substructures. This coating can be more flexible to allow deformation of the substructures.
  • the second coating is that of the magnet structure or magnet pole which can contain more fibers to be more rigid.
  • the third coating concerns the rotor itself and is also advantageously reinforced.
  • Providing three complementary coatings ensures high mechanical resistance sought for a rotor rotating at high speeds, especially since the composition of each coating is specifically selected according to the positioning of the coating in the rotor and the element that the coating surrounds.
  • the branches have a diamond shape in section connected to the internal hub by a foot widening as it approaches the hub, the two faces of the diamond most internal to the rotor of two associated adjacent branches framing the internal substructure of each structure magnet and the two faces of the diamond most external to the rotor of two associated adjacent branches framing the external substructure of each magnet structure, the internal substructure of each magnet structure filling entirely in the space between the two associated adjacent branches a first housing delimited between the two innermost faces of the diamond of the two associated branches and the external substructure of each magnet structure completely filling in the space between the two associated adjacent branches a second delimited housing between the two outermost faces of the diamond of the two associated branches.
  • Such a diamond configuration makes it possible to limit the radial movement of the internal substructures while being able to place a greater mass of magnet towards the outside of the rotor near the hoop for the external substructures.
  • bases of two adjacent branches associated with bearing against the internal hub are separated by an intermediate portion of the internal hub, the intermediate portion being in at least partial contact with a face most internal to the rotor of the internal substructure.
  • each magnet structure is separated by a clearance.
  • the operating clearance can be filled with a flexible resin or glue, more flexible than the branches of the body, so as not to transmit the centrifugal load of each internal substructure onto the hoop.
  • At least one of the substructures of each magnet structure consists of a plurality of unit magnets held together by a fiber-reinforced insulating material.
  • the rotor can present between each branch unitary magnets grouped in an internal or external substructure.
  • One of the optional measures of the present invention is to decompose an internal or external substructure which can be an entire magnet or a magnetic pole according to the state of the art into a plurality of small or micro-magnets.
  • a large magnet is subject to greater eddy current losses than its equivalent in small or micromagnets.
  • the use of small magnets or micromagnets therefore makes it possible to reduce these losses which are detrimental to the operation of the electromagnetic actuator.
  • the Applicant has discovered that a plurality of unit magnets in a magnet structure gives a magnet structure having much greater mechanical resistance while retaining magnetic properties almost similar to those of a single magnet having an equal surface area. at n times the elementary surface area of n unit magnets when n unit magnets are present.
  • each unit magnet is of elongated shape extending in the axial direction of the rotor, each unit magnet being of polygonal shape or each unit magnet having an at least partially ovoid contour, the shape or the ovoid contour comprising a first portion forming a body of the unit magnet having a larger section and extending over a greater length of the unit magnet than at least a second longitudinal end portion pointing towards an associated longitudinal end of the unit magnet while decreasing in section approaching the longitudinal end.
  • the approach of the present invention however goes in the opposite direction of this prejudice for the use of unit magnets of elongated shape.
  • the length of a unit magnet is significantly increased in relation to the diameter or a diagonal of its planar longitudinal face, contrary to what is widely practiced.
  • ovoid magnets these can have facets.
  • crystals associated with each other which are not linked over the entire surface of facets or longitudinal faces but layers of resin and glue build a mesh network at the ends of the poly-faceted pads with limited contact areas between magnets.
  • the contact between two adjacent unit magnets is more reduced as it can only be punctual and corresponds substantially to an arc of a circle of reduced dimension between the two magnets unitary.
  • a groove can be dug to the size of the arc of contact between two adjacent unit magnets to receive glue, advantageously in the form of resin.
  • each unit magnet is in the form of a slice whose thickness is at least less than ten times its length, the slices forming unit magnets being separated in said at least one of the substructures of each magnet structure by cutouts in an ortho-radial plane in the rotor.
  • said at least one of the substructures of each magnet structure consisting of a plurality of unit magnets integrates at least one mesh having meshes each delimiting a housing for a respective unit magnet, each housing having internal dimensions allowing an introduction of a unitary magnet into its interior while leaving a space between the housing and the unitary magnet filled with a fiber-reinforced insulating material, the meshes being made of fiber-reinforced insulating material.
  • the mesh remains in place and can also be coated in a layer of composite.
  • Such a mesh makes it possible to maintain unit magnets during the manufacture of the substructure and has the advantage of representing an additional solidification element of the substructure, the mesh being able to also contain reinforcing fibers.
  • honeycomb mesh is known to reinforce the strength of an element, in this case a substructure.
  • the unit magnets are inserted into hexagonal housings which ensure their retention.
  • the housing walls serve as electrical insulation and the density of housing in the substructure can be significantly increased.
  • the honeycomb mesh can be made of fiber-reinforced insulating composite material.
  • the hub and the branches are made of fiberglass cast in resin.
  • These glass or reinforcing fibers help to increase the resistance of the rotor, in particular the bending rigidity and buckling.
  • the rotor has circular faces delimiting it axially, a covering disc being arranged on at least one circular face of the rotor.
  • the present invention preferably uses a multitude of unit magnets replacing a compact magnet of the state of the art, heat dissipation is less and composite covering discs can be used as axial holding means, these discs replacing advantageously axial holding means between magnets and body of the rotor, requiring where appropriate modifications to the magnets or their coating to produce complementary fixing means with fixing means carried by the rotor.
  • each branch bears against the hoop and the body of the rotor is formed of two equivalent body parts aligned axially in the rotor.
  • Ease of manufacturing is thus obtained by using a rotor in two parts glued against each other while being able to leave between them a gap carrying out part of the mechanical engagement between each internal substructure and its associated branches in the form a female part capable of housing one or more male parts of each internal substructure.
  • the method can be modified by replacing the first step with an introduction of the magnet structures and their internal and external substructures between each pair of two adjacent branches associated with a of the two body parts and removing the third step.
  • the invention relates to an axial flux electromagnetic motor or generator characterized in that it comprises at least one rotor as previously described, the electromagnetic motor or generator comprising at least one stator carrying at least one winding, the motor or the electromagnetic generator comprising one or more air gaps between said at least one rotor and said at least one stator.
  • the motor or the electromagnetic generator comprises at least one rotor associated with two stators.
  • FIG. 1 represents a very schematic view in axial section of an embodiment of a magnet structure forming part of a rotor according to the present invention, elements being shown separated from each other to be more visible,
  • FIG. 1 represents a front perspective view of an embodiment of an internal substructure of a magnet structure forming part of a rotor according to the present invention
  • FIG. 1 represents a perspective view of an embodiment of a body composed of a hub and branches forming part of a rotor according to the present invention
  • FIG. 1 represents a fourth optional embodiment of a unitary magnet taken individually and contained in a substructure of a magnet structure forming part of a rotor according to the present invention.
  • Such a rotor 1 is used in a motor or an electromagnetic generator, advantageously with axial flux.
  • the rotor 1, advantageously substantially circular, has a body 25a, 25b comprising an internal hub 2 concentric with a central axis 7 of rotation of the rotor 1 or longitudinal median axis of the rotor 1.
  • Branches 3 extend radially in the rotor 1 relative to the central axis 7 of rotation from the internal hub 2 towards a hoop 8 forming a circular external periphery of the rotor 1.
  • At least one magnet structure is housed in each space delimited between two adjacent branches 3 by its internal 11 and external 12 substructures.
  • each magnet structure 10 is in the form of two distinct substructures 11, 12 respectively internal and external depending on their position in the rotor 1.
  • Each pair of two distinct substructures 11, 12 respectively internal and external has its external substructure 12 extending its internal substructure 11 radially between the two associated adjacent branches 3.
  • Each internal substructure 11 of the rotor 1 has its most internal face vis-à-vis the internal hub 2, without connection with the internal hub 2, bearing at least partially against the internal hub 2 at least when the rotor 1 n is not rotating and the centrifugal forces do not push each internal substructure 11 towards the periphery of the rotor 1.
  • each internal substructure 11 of the rotor 1 is each facing one of the two associated adjacent branches 3 being in mechanical engagement 13, 14 against a portion facing them of the associated adjacent branch.
  • This mechanical engagement 13, 14 guarantees a stop in an axial direction to the rotor 1 and a limited freedom of movement in a radial direction to the rotor 1, away from the internal hub 2 towards the hoop 8.
  • a friction coefficient can be selected taking into account a desired rotation speed of the rotor 1 and the magnitude of the centrifugal forces then applying to the internal substructures 11.
  • Each external substructure 12 of the rotor 1 has its most external face of the rotor 1 resting against the hoop 8.
  • each internal substructure 11 can be inserted into a groove as a female part 14 carried by a portion of the branches 3 facing the sub-structure. internal structure 11. It is also possible to use tenons as male parts 13 penetrating into mortises or recesses carried by the branches 3. The reverse is also possible.
  • connection Any mechanical connection can also be used provided that this connection provides a stop in an axial direction to the rotor 1 and a limited freedom of movement in a radial direction to the rotor 1.
  • each internal 11 or external 12 substructure can be embedded in a first layer 15 of composite completely coating the internal 11 or external 12 substructure.
  • the first layer 15 of composite can be configured to form the male parts 13 each being carried laterally on one side by each internal substructure 11.
  • each magnet structure 10 between two adjacent branches 3 can be embedded in a second layer 16 of composite completely coating the magnet structure 10.
  • the second layer 16 of composite when present, can be shaped to carry a male part 14 on each of its lateral sides.
  • the rotor 1 can also be coated in a third layer 17 of composite, this third layer 17 also being able to coat at least one covering disk 27.
  • a portion of the third layer 17 is shown at this spaced from the second layer 16 and the covering disk 27 to be visible when in reality this third layer is adjacent to the second layer, interposing or not between them a covering disk 27.
  • the composite layers may contain reinforcing fibers. Fiber content may differ between layers.
  • the first layer 15 of the internal substructure 11 can be less loaded with fibers and be a little more deformable than the second or third layers 16, 17 so that the internal substructure 11 can slightly move closer to the external substructure 12, the rotor being in rotation.
  • each external substructure 12 can be greater than the magnet volume of each internal substructure 11. This can be seen in the , the external substructure can be of truncated conical shape by being open towards the hoop 8.
  • each external magnet substructure 12 with its largest opening oriented towards the external periphery of the rotor 1, that is to say the hoop 8, makes it possible to increase the magnet parts placed at the periphery of the rotor 1 and therefore increase the total magnetization surface.
  • bases of two adjacent branches 3 can be separated by an intermediate portion 9 of the internal hub 2.
  • the hub 2 and the branches 3 can be made of fiberglass cast in resin. Resistant plastic fibers can also be used to increase the resistance of the rotor 1 and in particular the rigidity to bending and buckling.
  • the body of the rotor 25a, 25b and the branches 3 can be in one piece.
  • the branches 3 can be secured or not to the hoop 8 by their tapered end 3b.
  • the branches 3 can present in section a diamond shape 19 connected to the internal hub 2 by a foot 18 widening towards the outside of the diamond 19 approaching the hub 2.
  • the two faces of the diamond 19 in section most internal to the rotor 1 of two associated adjacent branches 3 can frame the internal substructure 11 of each magnet structure 10.
  • the two faces of the diamond 19 in section most external to the rotor 1 of two associated adjacent branches 3 can frame the external substructure 12 of each magnet structure 10.
  • each magnet structure 10 can completely fill in the space between the two associated adjacent branches 3 a first housing 20 delimited between the two faces of the diamond 19 in cross-section the innermost of the two associated branches 3.
  • each magnet structure 10 can leave a lateral cavity facing the foot 18. This lateral cavity can be less than five percent of the surface filled by the internal substructure 11 .
  • each magnet structure 10 can completely fill in the space between the two associated adjacent branches 3 a second housing 21 delimited between the two faces of the rhombus 19 in the outermost section of the two associated branches 3.
  • Bases of two adjacent branches 3 associated with bearing against the internal hub 2 can be separated by an intermediate portion 9 of the internal hub 2.
  • the intermediate portion 9 of the internal hub 2 can be in at least partial contact with a face most internal to the rotor 1 of the internal substructure 11.
  • each magnet structure 10 can be separated by a clearance 22.
  • the clearance 22 may be rounded in shape, the succession of the clearances 22 in the magnet structures of the rotor 1 forming a circle centered on the center of the rotor 1 through which the central axis 7 of rotation passes.
  • the operating clearance 22 can be filled with a flexible resin or glue, more flexible than the branches 3 of the rotor 1, so as not to transmit the centrifugal load of the internal substructure 11 onto the hoop 8.
  • this game 22 can also remain empty.
  • At least one internal or external substructure 11 or 12 can also consist of a plurality of unit magnets 4, 4c, 4d secured by an insulating material 23 reinforced with fibers.
  • each unit magnet 4, 4c, 4d can be of elongated shape extending in the axial direction of the rotor 1.
  • the unit magnets 4, only one of which is referenced to this are not to be confused with the magnet structures 10 nor with large magnets not shown in the figures.
  • each magnet structure 10 can be in three dimensions and made up of a plurality of unit magnets 4, 4c, 4d.
  • each unit magnet 4 of the plurality of unit magnets is of polygonal shape, preferably parallelepiped.
  • each unit magnet 4c can have an outline that is at least partially ovoid.
  • This ovoid unitary magnet 4c may comprise a first portion 4a forming the body of the unitary magnet 4c having a larger section and extending over a greater length of the unitary magnet 4c than at least a second end portion 4b longitudinal pointing towards an associated longitudinal end of the unit magnet 4c, decreasing in section as it approaches the longitudinal end.
  • the unit magnets can be directly adjacent to each other by being partially in contact.
  • the unit magnets 4 can be glued by depositing glue.
  • the plurality of unit magnets 4, 4c, 4d produces a mesh of magnets without the interposition of holding elements between them other than glue, the unit magnets 4, 4c, 4d being in direct contact between adjacent magnets.
  • magnet structure 10 having internal and external substructures 11,12 each comprising different unit magnets.
  • the unit magnets 4 are stuck together without mesh between them while in the other substructure 12 the unit magnets are stuck together with interposition of a 24 mesh.
  • At least one of the substructures 11, 12 of each magnet structure 10 consisting of a plurality of unit magnets can integrate at least one mesh 24 having meshes each delimiting a housing for a respective unit magnet 4.
  • Each housing can have internal dimensions just sufficient to allow the introduction of a unit magnet 4 into its interior while leaving a space between the housing and the unit magnet 4 filled with an insulating material reinforced with fibers, the meshes being made of material fiber reinforced insulation.
  • reference 23 shows an insulating material filling a space between two unit magnets 4.
  • the unit magnets can be pixelated magnets having square, rectangular or any shape.
  • Resin or glue 23 can be injected between the magnets to form a blank for both internal and external substructure.
  • the pixels can be produced in directions inclined relative to the axis of symmetry of the internal 11 or external 12 substructure including them at any angle.
  • each unit magnet can be in the form of a 4d slice whose thickness is at least less than ten times its length. At this , shown are six 4d unit magnets, each in slice form.
  • the slices 4d forming unit magnets can be separated in said at least one of the substructures 11, 12 of each magnet structure 10 by cutouts in an ortho-radial plane in the rotor 1.
  • the empty spaces between two slices 4d can be filled with resin or glue as an insulating material 23.
  • the hub 2 and the branches 3 can be made of fiberglass cast in resin, being in one piece or not.
  • the hoop 8 of the rotor 1 can be made of glass fibers or carbon fibers.
  • the hoop 8 can circumferentially surround the magnet structures 10 at an outer periphery of the rotor 1.
  • the hoop 8 contributes, if necessary, to the radial maintenance of the magnet structures 10 in addition to the mechanical engagement of the internal substructure 11 with the branches 3.
  • the distal ends of the branches 3 can be secured or not to the hoop 8 but are supported against hoop 8.
  • Hoop 8 is visible in particular in Figures 1 and 4.
  • the rotor 1 may have circular faces delimiting it axially, a covering disc 27, visible at the , being arranged on at least one circular face of the rotor 1, advantageously a covering disk 27 for each circular face of the rotor 1.
  • a covering disk 27 is shown very schematically in the being spaced from the magnet structure 10 to be better visible.
  • the body of the rotor 1 can be in two equivalent body parts 25a, 25b aligned axially in the rotor 1, preferably two concentric disks glued against each other.
  • An interval made between the two discs can make it possible to produce locally in the branches 3 for portions facing the internal substructures 11, 12 the female parts 14, visible in particular in Figures 5 and 6, useful for producing the mechanical engagement 13, 14 of each lateral face of the internal substructure 11 of each magnet structure 10 against a portion facing it of the associated adjacent branch by cooperating with a respective male part 13 carried laterally on both sides of each internal substructure 11.
  • each part of the body 25a, 25b comprises an internal contour 26a which is of smaller dimension while being diamond-shaped like the external contour of each body part 25a.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a rotor 1 in two portions as previously mentioned.
  • the first step of the method is an introduction of internal substructures 11 previously shaped and each forming a closed entity, each internal substructure 11 being housed between a pair of two associated adjacent branches 3 of one of the two body parts 25a, 25b of rotor 1.
  • the second step consists of joining the two body parts 25a, 25b together, for example by gluing.
  • the third step is an introduction of external substructures 12 between each pair of two associated adjacent branches 3 of the body 25a, 25b.
  • Each external substructure 12 is in the radial extension of an internal substructure 11.
  • the fourth step consists of positioning the hoop 8 against the distal end of each branch followed by bonding the external substructures 12 against the hoop 8.
  • magnet 10 previously shaped and each forming a closed entity between each pair of two adjacent branches 3 associated with one of the two body parts 25a, 25b of rotor 1.
  • the invention finally relates to an axial flux electromagnetic motor or generator comprising at least one such rotor 1, the electromagnetic motor or generator comprising at least one stator carrying at least one winding, the electromagnetic motor or generator comprising one or more air gaps between said at least one rotor 1 and said at least one stator.
  • the electromagnetic motor or generator may preferably comprise at least one rotor 1 associated with two stators.

Landscapes

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

Abstract

L'invention concerne un rotor (1) d'un moteur électromagnétique présentant un corps (25a, 25b) comportant un moyeu (2) concentrique à un axe central (7). Des branches (3) s'étendent radialement du moyeu (2) vers une frette (8) formant un pourtour externe du rotor (1). Des structures d'aimant (10), logées entre deux branches (3) adjacentes, sont sous la forme de deux sous-structures (11, 12) interne et externe en se prolongeant radialement entre les deux branches. La sous-structure interne (11) présente sa face la plus interne en contact au moins partiel, quand le rotor n'est pas en rotation, avec le moyeu (2) et ses faces latérales chacune en vis-à-vis d'une des deux branches adjacentes en étant en engagement mécanique (13, 14) contre une portion leur faisant face de la branche avec butée axiale et liberté de déplacement radiale au rotor. La sous-structure externe (12) présente sa face la plus externe au rotor en appui contre la frette (8).

Description

Rotor pour moteur électromagnétique avec structures d’aimant en deux parties
La présente invention concerne un rotor pour moteur ou génératrice électromagnétique à flux axial présentant un moyeu avantageusement agrandi d’où partent des branches avec une structure d’aimant en deux parties entre deux branches adjacentes.
L’invention concerne aussi un moteur ou une génératrice électromagnétique équipé d’un tel rotor.
La présente invention trouve une application avantageuse mais non limitative pour un moteur électromagnétique délivrant une forte puissance avec une vitesse de rotation du rotor élevée, ce qui est obtenu par les caractéristiques spécifiques du rotor selon la présente invention. Un tel moteur peut être utilisé, par exemple, comme moteur électromagnétique dans un véhicule automobile totalement électrique ou hybride.
Avantageusement mais non limitativement, le moteur ou la génératrice électromagnétique peut comprendre au moins un rotor encadré par deux stators, ces éléments pouvant se superposer les uns par rapport aux autres en étant séparés par au moins un entrefer sur un même arbre.
Dans des applications à haute vitesse, il est nécessaire d’avoir une très bonne tenue mécanique de la partie tournante, c’est-à-dire le rotor, afin d’améliorer la fiabilité du système.
Pour une machine électromagnétique à flux axial, le rotor comporte un corps sous forme d’un support discoïdal pour des aimants présentant deux faces circulaires reliées par une épaisseur, le disque étant délimité entre une couronne externe formée par une frette et une périphérie interne délimitant un évidement pour un arbre de rotation.
Les aimants sont chacun maintenus dans le support discoïdal par des moyens de maintien, un intervalle étant laissé entre les aimants.
Dans un moteur à flux axial, les vitesses périphériques du rotor engendrent des forces centrifuges au niveau des aimants qui peuvent devenir importantes et limitent les vitesses maximales admissibles.
Pour une structure d’aimant ou pôle d’aimant, la reprise des efforts est effectuée majoritairement par la frette périphérique et également par de la colle sur le contour de la structure d’aimant la liant aux branches.
Les moteurs à flux axial sont souvent utilisés comme moteur ayant des couples massiques supérieurs aux moteurs à flux radial. Ils peuvent donc être utilisés dans des applications à basse vitesse.
Pour les applications à haute vitesse, la conception du rotor dans un moteur à flux axial est plus délicate car les forces dues aux effets centrifuges entraînent des contraintes mécaniques assez importantes dans le rotor. Par ailleurs, les pertes par courant de Foucault deviennent prépondérantes à la fois dans les aimants et également dans la partie rotorique lorsque celle-ci est réalisée avec des matériaux conducteurs de l’électricité.
Pour un rotor qui doit tourner à des vitesses de rotation élevées, le principal désavantage d’un moteur à forte vitesse de rotation réside dans la probabilité élevée de détachement de l’aimant ou des aimants du rotor ainsi que de casse au moins partielle du rotor. Le rotor d’un tel moteur doit donc être apte à supporter des vitesses de rotation élevées.
L’état de la technique pousse l’homme du métier à rigidifier le support discoïdal de l’aimant ou des aimants pour combattre la force centrifuge. Ceci requiert un matériau spécifique pour le support discoïdal et une augmentation de son encombrement en l’épaississant afin que le support discoïdal soit plus rigide.
Ceci n’a pas donné entière satisfaction car le moteur ou la génératrice ainsi doté d’un support discoïdal a un poids plus élevé de même qu’un prix de fabrication augmenté.
Une solution peut être de réaliser des maillages d’aimants unitaires allongés dans des structures fibreuses et résinées, de manière à réduire les courants de Foucault et d’utiliser un corps en matériau composite pour le rotor qui ne conduise pas l’électricité, idéalement un rotor en fibre de verre, avec une frette placée à la périphérie du rotor de manière à maintenir les forces dues aux effets centrifuges.
Cependant, pour des applications où les vitesses deviennent très importantes, les contraintes mécaniques deviennent telles qu’il faut diminuer la masse d’aimant en vue d’accéder à ces vitesses de rotation. Or, le couple que doit fournir une machine électrique est proportionnel à la surface d’aimants en interaction avec les champs magnétiques produits par les stators. Une diminution de la surface d’aimants entraîne donc une diminution du couple et donc de la puissance de la machine.
Le document EP-A-0 353 042, représentant l’état de la technique le plus proche, décrit un rotor d’un moteur ou d’une génératrice électromagnétique présentant un corps comportant un moyeu interne concentrique à un axe central de rotation du rotor, des branches s’étendant radialement par rapport à l’axe central de rotation à partir du moyeu interne vers une frette formant un pourtour externe circulaire du rotor, au moins un aimant étant logé dans chaque espace délimité entre deux branches adjacentes, chaque branche présentant une largeur décroissante en s’éloignant du moyeu interne pour terminer par une pointe effilée contre la frette, chaque aimant présentant une largeur croissante en s’éloignant du moyeu interne pour terminer contre la frette entourant le rotor.
Ce document ne permet pas un support des multiples aimants permanents qui puisse, d’une part, maintenir les aimants permanents que le rotor supporte de manière efficace en évitant aux aimants de se détacher du rotor tout en compensant la force centrifuge de manière efficace et, d’autre part, présenter une résistance mécanique telle que le rotor puisse tourner à des vitesses très élevées.
Le document FR-A-1 475 501 ne décrit pas un rotor mais seulement une structure d’aimant comprenant plusieurs aimants unitaires sans préciser une application pour cette structure d’aimant et suggérer que les désavantages des deux documents précités puissent être annihilés par l’utilisation d’une telle structure d’aimant à plusieurs aimants unitaires, étant donné qu’une utilisation d’une telle structure d’aimant pour un rotor n’est pas évoquée dans ce document.
Le problème à la base de la présente invention est de concevoir un rotor pour le support de plusieurs aimants permanents muni d’une frette pour une machine électromagnétique à flux axial qui puisse, d’une part, maintenir les aimants permanents que le rotor supporte de manière efficace en évitant aux aimants de se détacher du rotor tout en compensant la force centrifuge de manière efficace et, d’autre part, présenter une résistance mécanique telle que le rotor puisse tourner à des vitesses très élevées.
A cet effet la présente invention concerne un rotor d’un moteur ou d’une génératrice électromagnétique présentant un corps comportant un moyeu interne concentrique à un axe central de rotation du rotor, des branches s’étendant radialement par rapport à l’axe central de rotation à partir du moyeu interne vers une frette formant un pourtour externe circulaire du rotor, une structure d’aimant formant pôle d’aimant étant logée dans chaque espace délimité entre deux branches adjacentes associées à la structure d’aimant, caractérisé en ce que chaque structure d’aimant est sous la forme de deux sous-structures distinctes respectivement interne et externe selon leur position dans le rotor en se prolongeant radialement entre les deux branches adjacentes associées, la sous-structure interne au rotor présentant sa face la plus interne en contact au moins partiel, quand le rotor n'est pas en rotation, avec le moyeu interne et ses faces latérales chacune en vis-à-vis d’une des deux branches adjacentes associées étant en engagement mécanique contre une portion leur faisant face de la branche adjacente associée avec butée dans un sens axial au rotor et une liberté de déplacement dans un sens radial au rotor, et la sous-structure externe au rotor présentant sa face la plus externe au rotor en appui contre la frette.
L’engagement mécanique selon la présente invention permet un maintien des sous-structures internes dans un sens axial au rotor tout en lui permettant un faible déplacement radial, ce qui n’était pas possible par collage latéral des structures d’aimant en une seule partie contre les branches.
La démarche inventive de la présente invention est de modifier la forme de chaque structure d’aimant logée entre deux branches adjacentes en créant deux parties distinctes ou sous-structures. Les forces exercées sur la sous-structure externe sont reprises par la frette et les forces exercées sur la sous-structure interne sont reprises par les portions des branches adjacentes au moyeu du rotor par une reprise mécanique.
La présente invention permet ainsi une reprise des forces centrifuges spécifiquement adaptée à la position de la sous-structure dans le rotor en étant différente pour une sous-structure interne que pour une sous-structure externe.
Cela permet au rotor d’atteindre des vitesses de rotation supérieures à 15.000 tours par minutes pour un diamètre de rotor d’environ 300 millimètres.
Comme précédemment mentionné, pour les rotors de machines à flux axial, les aimants sont collés sur les branches ce qui permet de transmettre une partie des efforts centrifuges dans les branches, une partie variable selon le module de la colle et donc de sa température.
Dans le cas de la présente invention, la colle, pour répartir la charge sur les branches, devient inutile principalement pour les sous-structures internes, et la part de l’effort qui passe dans les branches ne dépend plus de la température, mais uniquement de la répartition de masse des deux sous-structures de la structure d’aimant.
Un autre avantage, en plus de pouvoir augmenter la vitesse de rotation du rotor, est de pouvoir mettre plus de masse d’aimant au rayon externe du rotor. Ceci favorise la création de couple, à iso masse d’aimant, par rapport à un rotor de machine à flux axial à des structures d’aimant en un seul bloc d’aimant, à iso vitesse.
Avantageusement, l’engagement mécanique de chaque face latérale de la sous-structure interne de chaque structure d’aimant contre une portion lui faisant face de la branche adjacente associée par une pièce mâle portée latéralement par chaque sous-structure interne logée dans une pièce femelle portée par une portion des branches en vis-à-vis de la sous-structure interne ou inversement pour un positionnement des pièces mâles et femelles.
Ces moyens optionnels permettent de garantir une transmission des forces centrifuges exercées sur des sous-structures internes dans les branches tout en assurant un maintien axial des sous-structures internes dans le rotor.
Avantageusement, chaque sous-structure interne est noyée dans une première couche de composite enrobant entièrement la sous-structure interne, la première couche de composite étant configurée pour former les pièces mâles, chacune étant portée latéralement sur un côté par chaque sous-structure interne.
Avantageusement, les deux sous-structures interne et externe de chaque structure d’aimant entre deux branches adjacentes sont noyées dans une deuxième couche de composite enrobant entièrement la structure d’aimant, le rotor étant aussi enrobé dans une troisième couche de composite.
Il peut exister ainsi un triple enrobage dans le rotor, la composition des enrobages pouvant différer selon leur rôle. Le premier enrobage concerne l’enrobage des sous-structures. Cet enrobage peut être plus souple pour permettre une déformation des sous-structures. Le deuxième enrobage est celui de la structure d’aimant ou pôle d’aimant qui peut contenir plus de fibres pour être plus rigide. Enfin le troisième enrobage concerne le rotor lui-même et est aussi avantageusement renforcé.
Prévoir trois enrobages se complétant assure une résistance mécanique élevée recherchée pour un rotor tournant à grandes vitesses surtout que la composition de chaque enrobage est spécifiquement sélectionnée selon le positionnement de l’enrobage dans le rotor et l’élément que l’enrobage entoure.
Avantageusement, les branches présentent en coupe une forme de losange relié au moyeu interne par un pied s’élargissant en rapprochement du moyeu, les deux faces du losange les plus internes au rotor de deux branches adjacentes associées encadrant la sous-structure interne de chaque structure d’aimant et les deux faces du losange les plus externes au rotor de deux branches adjacentes associées encadrant la sous-structure externe de chaque structure d’aimant, la sous-structure interne de chaque structure d’aimant remplissant entièrement dans l’espace entre les deux branches adjacentes associées un premier logement délimité entre les deux faces du losange les plus internes des deux branches associées et la sous-structure externe de chaque structure d’aimant remplissant entièrement dans l’espace entre les deux branches adjacentes associées un deuxième logement délimité entre les deux faces du losange les plus externes des deux branches associées.
Une telle configuration en losange permet de limiter le déplacement radial des sous-structures internes tout en pouvant mettre une plus grande masse d’aimant vers l’extérieur du rotor à proximité de la frette pour les sous-structures externes.
Avantageusement, des bases de deux branches adjacentes associées en appui contre le moyeu interne sont séparées par une portion intermédiaire du moyeu interne, la portion intermédiaire étant en contact au moins partiel avec une face la plus interne au rotor de la sous-structure interne.
Avantageusement, les sous-structures interne et externe de chaque structure d’aimant sont séparées par un jeu.
Un jeu de fonctionnement est souhaitable pour éviter que la sous-structure interne entre en contact avec la sous-structure externe associée. Chaque sous-structure interne ne serait alors, en conséquence, pas en contact avec les parois des branches lui faisant face, et donc toutes les forces centrifuges seraient reprises par la frette et non par les portions en vis-à-vis des branches du corps du rotor.
Le jeu de fonctionnement peut être rempli par une résine ou colle souple, plus souple que les branches du corps, de façon à ne pas transmettre la charge centrifuge de chaque sous-structure interne sur la frette.
Avantageusement, au moins une des sous-structures de chaque structure d’aimant est constituée d’une pluralité d’aimants unitaires solidarisés par un matériau isolant renforcé de fibres.
Une autre synergie procurée par la présente invention est que le rotor peut présenter entre chaque branche des aimants unitaires regroupés dans une sous-structure interne ou externe.
Ceci permet d’avoir une sous-structure présentant de nombreux aimants unitaires. Il s’est révélé qu’une sous-structure avec une telle pluralité d’aimants unitaires avait un grand pouvoir de ne pas être sensible aux harmoniques d’espace ou de courants générés par les bobinages statoriques. Par conséquent, les pertes générées dans les sous-structures sont très faibles, et les rendements, particulièrement à haute vitesse, sont très élevés.
Une des mesures optionnelles de la présente invention est de décomposer une sous-structure interne ou externe pouvant être un aimant entier ou un pôle magnétique selon l’état de la technique en une pluralité de petits ou micro-aimants.
Un gros aimant est sujet à des pertes par courants de Foucault plus importantes que son équivalent en petits ou micro-aimants. L’utilisation de petits aimants ou de micro-aimants permet donc de réduire ces pertes qui sont préjudiciables au fonctionnement de l’actionneur électromagnétique.
La demanderesse a découvert qu’une pluralité d’aimants unitaires dans une structure d’aimant donne une structure d’aimant présentant une résistance mécanique beaucoup plus importante tout en gardant des propriétés magnétiques quasi similaires à celles d’un aimant seul ayant une surface égale à n fois la surface élémentaire des n aimants unitaires quand n aimants unitaires sont présents.
Avantageusement, chaque aimant unitaire est de forme allongée en s’étendant en direction axiale du rotor, chaque aimant unitaire étant de forme polygonale ou chaque aimant unitaire présentant un contour au moins partiellement ovoïde, la forme ou le contour ovoïde comportant une première portion formant corps de l’aimant unitaire présentant une plus grande section et s’étendant sur une plus grande longueur de l’aimant unitaire qu’au moins une deuxième portion d’extrémité longitudinale pointant vers une extrémité longitudinale associée de l’aimant unitaire en diminuant de section en se rapprochant de l’extrémité longitudinale.
Il est connu que, pour obtenir un champ magnétique d'intensité optimale, le volume idéal d'un aimant doit s'approcher d’un cube ou d'un cylindre dont la longueur est égale au diamètre. Il est de connaissance courante qu’augmenter la longueur d'un aimant au-delà n'apporte aucune augmentation du champ magnétique.
Dans une forme de réalisation optionnelle, la démarche de la présente invention va cependant dans le sens contraire de ce préjugé pour l’utilisation d’aimants unitaires de forme allongée.
La longueur d’un aimant unitaire est sensiblement augmentée par rapport au diamètre ou à une diagonale de sa face longitudinale plane contrairement à ce qui est largement pratiqué.
En ce qui concerne les aimants ovoïdes, ceux-ci peuvent présenter des facettes. On obtient ainsi comme aimants unitaires des " cristaux" associés entre eux qui ne sont pas liés sur toute la surface de facettes ou de faces longitudinales mais des couches de résine et de colle viennent construire un réseau maillé aux extrémités des plots poly-facettes avec des zones de contact entre aimants limitées.
En alternative, pour des aimants unitaires de forme ovoïde parfaite avec une première portion arrondie, le contact entre deux aimants unitaires adjacents est plus réduit en ne pouvant n’être que ponctuel et correspond sensiblement à un arc de cercle de dimension réduite entre les deux aimants unitaires.
Il peut être creusé une strie à la dimension de l’arc de cercle de contact entre deux aimants unitaires adjacents pour recevoir de la colle, avantageusement sous forme de résine.
Avantageusement, chaque aimant unitaire est sous la forme d’une tranche dont une épaisseur est au moins inférieure à dix fois sa longueur, les tranches formant aimants unitaires étant séparées dans ladite au moins une des sous-structures de chaque structure d’aimant par des découpes dans un plan ortho-radial dans le rotor.
Avantageusement, ladite au moins une des sous-structures de chaque structure d’aimant constituée d’une pluralité d’aimants unitaires intègre au moins un maillage présentant des mailles délimitant chacune un logement pour un aimant unitaire respectif, chaque logement présentant des dimensions internes permettant une introduction d’un aimant unitaire en son intérieur tout en laissant un espace entre le logement et l’aimant unitaire rempli par un matériau isolant renforcé de fibres, les mailles étant en matériau isolant renforcé de fibres.
Le maillage reste en place en pouvant être aussi enrobé dans une couche de composite. Un tel maillage permet de maintenir des aimants unitaires lors de la fabrication de la sous-structure et présente l’avantage de représenter un élément de solidification supplémentaire de la sous-structure, le maillage pouvant contenir aussi des fibres de renforcement.
Par exemple, un maillage en nid d’abeille est connu pour renforcer la résistance d’un élément, dans ce cas une sous-structure. Les aimants unitaires sont insérés dans des logements hexagonaux qui assurent leur maintien. Les parois des logements servent d’isolant électrique et la densité des logements dans la sous-structure peut être considérablement augmentée. Le maillage en nid d’abeille peut être en matériau composite isolant renforcé de fibres.
Avantageusement, le moyeu et les branches sont en fibres de verre coulées dans de la résine.
Ces fibres verre ou de renforcement concourent à augmenter la résistance du rotor, notamment la rigidité à la flexion et le flambement.
Avantageusement, le rotor présente des faces circulaires le délimitant axialement, un disque de recouvrement étant disposé sur au moins une face circulaire du rotor.
Ceci vaut principalement mais pas uniquement pour des sous-structures de la structure d’aimant comportant une pluralité d’aimants unitaires. Les aimants de grande taille utilisés pour le rotor selon l’état de la technique dissipaient une grande quantité de chaleur. Cette dissipation empêchait d’utiliser des moyens de maintien axial sous forme de disques de recouvrement en composite et la dissipation de chaleur pouvait avoir des conséquences sur la tenue de l’enrobage avec un vieillissement accéléré de cet enrobage ainsi que des aimants.
Les disques de recouvrement en composite n’étaient donc pas fréquemment utilisés dans l’état de la technique car ne résistant pas à la dissipation de chaleur engendrée par les aimants.
Comme la présente invention utilise de préférence une multitude d’aimants unitaires remplaçant un aimant compact de l’état de la technique, la dissipation de chaleur est moindre et des disques de recouvrement en composite peuvent être utilisés comme moyens de maintien axial, ces disques remplaçant avantageusement des moyens de maintien axial entre aimants et corps du rotor, nécessitant le cas échéant des modifications des aimants ou de leur enrobage pour réaliser des moyens complémentaires de fixation avec des moyens de fixation portés par le rotor.
Avantageusement, une extrémité distale de chaque branche est en appui contre la frette et le corps du rotor est formé de deux parties de corps équivalentes alignées axialement dans le rotor.
Ceci permet de réaliser une partie de l’engagement mécanique entre branches associées et sous-structure interne en créant entre les deux parties de corps une pièce femelle, par exemple sous forme de rainure, recevant une pièce mâle portée par chaque sous-structure interne.
L’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un tel rotor, lequel procédé comprend les étapes suivantes :
  • Introduction de sous-structures internes entre chaque paire de deux branches adjacentes associées d’une des deux parties de corps,
  • Solidarisation des deux parties de corps,
  • Introduction de sous-structures externes entre chaque paire de deux branches adjacentes associées du corps, chaque sous-structure externe étant dans le prolongement radial d’une sous-structure interne,
  • Positionnement de la frette contre l’extrémité distale de chaque branche et collage des sous-structures externes contre la frette.
Une facilité de fabrication est ainsi obtenue en utilisant un rotor en deux parties collées l’une contre l’autre tout en pouvant laisser entre elles un interstice réalisant une partie de l’engagement mécanique entre chaque sous-structure interne et ses branches associées sous forme d’une pièce femelle pouvant loger une ou des pièces mâles de chaque sous-structure interne. Quand les structures d’aimant sont enrobées en un tout, le procédé peut être modifié en remplaçant la première étape par une introduction des structures d’aimant et de leurs sous-structures internes et externes entre chaque paire de deux branches adjacentes associées d’une des deux parties de corps et en supprimant la troisième étape.
L’invention concerne un moteur ou une génératrice électromagnétique à flux axial caractérisé en ce qu’il comprend au moins un rotor tel que précédemment décrit, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant au moins un stator portant au moins un bobinage, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant un ou plusieurs entrefers entre ledit au moins un rotor et ledit au moins un stator.
Avantageusement, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprend au moins un rotor associé à deux stators.
Les dessins annexés illustrent l’invention :
représente une vue en éclaté d’un mode de réalisation d’un rotor selon la présente invention,
représente une vue très schématique en coupe axiale d’un mode de réalisation d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention, des éléments étant montrés séparés les uns des autres pour être plus visibles,
représente une vue de face en perspective d’un mode de réalisation d’une sous-structure interne d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente une vue en coupe radiale d’un mode de réalisation d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente une vue en perspective d’un mode de réalisation d’un corps composé d’un moyeu et de branches faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente une vue en perspective agrandie d’une branche du corps montré à la ,
représente un premier mode de réalisation optionnelle d’aimants unitaires contenus dans une sous-structure d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente un deuxième mode de réalisation optionnelle d’aimants unitaires contenus dans une sous-structure d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente un troisième mode de réalisation optionnelle d’aimants unitaires contenus dans une sous-structure d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention,
représente un quatrième mode de réalisation optionnelle d’un aimant unitaire pris individuellement et contenu dans une sous-structure d’une structure d’aimant faisant partie d’un rotor selon la présente invention.
Les figures sont données à titre d'exemples et ne sont pas limitatives de l’invention. Elles constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions des différentes pièces ne sont pas représentatives de la réalité.
Pour concision, il n’est pas répété aimant après sous-structure étant donné que la structure contenant les deux sous-structures est une structure d’aimant et que c’est le cas pour toutes les sous-structures internes et externes.
Dans ce qui va suivre, le cas échéant, seule une branche adjacente 3, une seule structure d’aimant 10, une seule sous-structure interne 11 et une seule sous-structure externe 12 sont référencées. Il en va de même pour un seul aimant unitaire aux figures 2 et 7 à 10, de même qu’une seule couche de colle entre aimants unitaires et, le cas échéant un seul maillage.
Tout ce qui est énoncé pour un de ces éléments référencés s’applique cependant à tous les éléments similaires non référencés.
En se référant à toutes les figures et plus particulièrement aux figures 1 à 6 et notamment aux figures 1, 2 et 5, ces figures montrent un rotor 1 avec deux branches 3 intercalant entre elles une structure d’aimant montrée divisée et composée d’une sous-structure interne 11 et d’une sous-structure externe 12.
Un tel rotor 1 sert dans un moteur ou une génératrice électromagnétique, avantageusement à flux axial. Le rotor 1, avantageusement sensiblement circulaire, présente un corps 25a, 25b comportant un moyeu 2 interne concentrique à un axe central 7 de rotation du rotor 1 ou axe médian longitudinal du rotor 1.
Des branches 3 s’étendent radialement dans le rotor 1 par rapport à l’axe central 7 de rotation à partir du moyeu 2 interne vers une frette 8 formant un pourtour externe circulaire du rotor 1.
Au moins une structure d’aimant, référencée à la , est logée dans chaque espace délimité entre deux branches 3 adjacentes par ses sous-structures interne 11 et externe 12.
Ainsi, selon la présente invention, chaque structure d’aimant 10 est sous la forme de deux sous-structures 11, 12 distinctes respectivement interne et externe selon leur position dans le rotor 1. Chaque paire de deux sous-structures 11, 12 distinctes respectivement interne et externe a sa sous-structure externe 12 prolongeant sa sous–structure interne 11 radialement entre les deux branches 3 adjacentes associées.
Chaque sous-structure interne 11 au rotor 1 présente sa face la plus interne vis-à-vis du moyeu 2 interne, sans solidarisation avec le moyeu 2 interne, en appui au moins partiel contre le moyeu 2 interne au moins quand le rotor 1 n’est pas en rotation et que les forces centrifuges ne poussent pas chaque sous-structure interne 11 vers la périphérie du rotor 1.
Les faces latérales de chaque sous-structure interne 11 au rotor 1 sont chacune en vis-à-vis d’une des deux branches 3 adjacentes associées étant en engagement mécanique 13, 14 contre une portion leur faisant face de la branche adjacente associée.
Cet engagement mécanique 13, 14 garantit une butée dans un sens axial au rotor 1 et une liberté limitée de déplacement dans un sens radial au rotor 1, en éloignement du moyeu 2 interne vers la frette 8.
Pour éviter des déplacements radiaux non souhaités lors d’une rotation du rotor 1, par exemples des oscillations, il est avantageux de prévoir une friction limitée dans l’engagement mécanique 13, 14, ceci dans un sens radial, entre les branches 3 associées à chaque sous-structure interne 11. Un coefficient de friction peut être sélectionné en tenant compte d’une vitesse de rotation souhaitée du rotor 1 et de la grandeur des forces centrifuges s’appliquant alors sur les sous-structures internes 11.
Chaque sous-structure externe 12 au rotor 1 présente sa face la plus externe au rotor 1 en appui contre la frette 8.
Comme il est notamment visible aux figures 3, 5 et 6, l’engagement mécanique 13, 14 de chaque face latérale de la sous-structure interne 11 de chaque structure d’aimant contre une portion lui faisant face de la branche adjacente associée peut s’effectuer par une pièce mâle 13 portée latéralement par chaque sous-structure interne 11 logée dans une pièce femelle 14 portée par une portion des branches 3 en vis-à-vis de la sous-structure interne 11.
L’inverse aussi peut être possible en munissant la sous-structure interne 11 de pièces femelles et les branches de pièces mâles.
Par exemple, un rail en tant que pièce mâle 13 portée latéralement par chaque sous-structure interne 11 peut s’insérer dans une rainure en tant que pièce femelle 14 portée par une portion des branches 3 en vis-à-vis de la sous-structure interne 11. Il est aussi possible d’utiliser des tenons en tant que pièces mâles 13 pénétrant dans des mortaises ou évidements portées par les branches 3. L’inverse est aussi possible.
Toute liaison mécanique peut aussi être utilisée sous réserve que cette liaison assure une butée dans un sens axial au rotor 1 et une liberté limitée de déplacement dans un sens radial au rotor 1.
En se référant notamment aux figures 2 et 3, chaque sous-structure interne 11 ou externe 12 peut être noyée dans une première couche 15 de composite enrobant entièrement la sous-structure interne 11 ou externe 12.
Dans le cas d’une sous-structure interne 11, la première couche 15 de composite peut être configurée pour former les pièces mâles 13 chacune étant portée latéralement sur un côté par chaque sous-structure interne 11.
En se référant notamment à la , les deux sous-structures 11, 12 interne et externe de chaque structure d’aimant 10 entre deux branches 3 adjacentes peuvent être noyées dans une deuxième couche 16 de composite enrobant entièrement la structure d’aimant 10.
Dans ce cas, quand présent, la deuxième couche 16 de composite peut être conformée pour porter une pièce mâle 14 sur chacun de ses côtés latéraux.
En addition, le rotor 1 peut aussi être enrobé dans une troisième couche 17 de composite, cette troisième couche 17 pouvant aussi enrober au moins un disque de recouvrement 27.
Une portion de la troisième couche 17 est montrée à cette espacée de la deuxième couche 16 et du disque de recouvrement 27 pour être visible alors qu’en réalité cette troisième couche est adjacente à la deuxième couche, intercalant ou non entre elles un disque de recouvrement 27.
Les couches de composite peuvent contenir des fibres de renforcement. La teneur en fibres peut différer entre les couches. Ainsi, sans que cela soit limitatif, la première couche 15 de la sous-structure interne 11 peut être moins chargée en fibres et être un peu plus déformable que les deuxième ou troisième couches 16, 17 afin que la sous-structure interne 11 puisse légèrement se rapprocher de la sous-structure externe 12, le rotor étant en rotation.
Le volume d’aimant de chaque sous-structure externe 12 peut être plus important que le volume d’aimant de chaque sous-structure interne 11. Ceci peut être vu à la , la sous-structure externe pouvant être de forme conique tronquée en étant ouverte vers la frette 8.
Le fait de placer chaque sous-structure externe 12 d’aimant avec sa plus grande ouverture orientée vers la périphérie externe du rotor 1, c’est-à-dire la frette 8, permet d’augmenter les parties d’aimant placées à la périphérie du rotor 1 et donc d’augmenter la surface totale d’aimantation.
Comme il peut être le mieux vu à la pour une seule branche, des bases de deux branches 3 adjacentes peuvent être séparées par une portion intermédiaire 9 du moyeu 2 interne.
Le moyeu 2 et les branches 3 peuvent être en fibres de verre coulées dans de la résine. Des fibres en plastique résistant peuvent aussi être utilisées afin d’augmenter la résistance du rotor 1 et notamment la rigidité à la flexion et au flambement.
Pour solidifier le rotor 1, le corps du rotor 25a, 25b et les branches 3 peuvent être d’un seul tenant. Les branches 3 peuvent être solidarisées ou non à la frette 8 par leur extrémité effilée 3b.
Comme il est visible notamment aux figures 1, 2, 5 et 6 prises en combinaison, la étant une vue agrandie d’une portion de branche entouré et référencé A à la , les branches 3 peuvent présenter en coupe une forme de losange 19 relié au moyeu 2 interne par un pied 18 s’élargissant vers l’extérieur du losange 19 en rapprochement du moyeu 2.
Les deux faces du losange 19 en coupe les plus internes au rotor 1 de deux branches 3 adjacentes associées peuvent encadrer la sous-structure interne 11 de chaque structure d’aimant 10. Les deux faces du losange 19 en coupe les plus externes au rotor 1 de deux branches 3 adjacentes associées peuvent encadrer la sous-structure externe 12 de chaque structure d’aimant 10.
La sous-structure interne 11 de chaque structure d’aimant 10 peut remplir entièrement dans l’espace entre les deux branches 3 adjacentes associées un premier logement 20 délimité entre les deux faces du losange 19 en coupe les plus internes des deux branches 3 associées.
La sous-structure interne 11 de chaque structure d’aimant 10 peut laisser une cavité latérale en vis-à-vis du pied 18. Cette cavité latérale peut être de moins de cinq pour cent de la surface remplie par la sous-structure interne 11.
La sous-structure externe 12 de chaque structure d’aimant 10 peut remplir entièrement dans l’espace entre les deux branches 3 adjacentes associées un deuxième logement 21 délimité entre les deux faces du losange 19 en coupe les plus externes des deux branches 3 associées.
Des bases de deux branches 3 adjacentes associées en appui contre le moyeu 2 interne peuvent être séparées par une portion intermédiaire 9 du moyeu 2 interne. La portion intermédiaire 9 du moyeu 2 interne peut être en contact au moins partiel avec une face la plus interne au rotor 1 de la sous-structure interne 11.
Les sous-structures 11, 12 interne et externe de chaque structure d’aimant 10 peuvent être séparées par un jeu 22.
Le jeu 22 peut être de forme arrondie, la succession des jeux 22 dans les structures d’aimant du rotor 1 formant un cercle centré sur le centre du rotor 1 par lequel passe l’axe central 7 de rotation.
Le jeu 22 de fonctionnement peut être rempli par une résine ou colle souple, plus souple que les branches 3 du rotor 1, de façon à ne pas transmettre la charge centrifuge de la sous-structure interne 11 sur la frette 8.
En alternative, ce jeu 22 peut aussi rester vide.
S’il est possible qu’au moins une sous-structure interne ou externe 11 ou 12 ne contienne qu’un seul aimant, en se référant aux figures 7 à 10 tout en se référant aux autres figures pour les références manquantes à ces figures, au moins une des sous-structures 11, 12 de chaque structure d’aimant 10 peut être constituée aussi d’une pluralité d’aimants unitaires 4, 4c, 4d solidarisés par un matériau isolant 23 renforcé de fibres.
Comme il est montré à la , chaque aimant unitaire 4, 4c, 4d peut être de forme allongée en s’étendant en direction axiale du rotor 1. Les aimants unitaires 4 dont un seul est référencé à cette ne sont pas à confondre avec les structures d’aimant 10 ni avec des aimants de grande taille non représentés aux figures.
Il s’ensuit que chaque structure d’aimant 10 peut être en trois dimensions et constituée d’une pluralité d’aimants unitaires 4, 4c, 4d.
Donc à la , chaque aimant unitaire 4 de la pluralité d’aimants unitaires est de forme polygonale, de préférence parallélépipédique.
A la , il est représenté quatre aimants unitaires 4 parallélépipédique, qui sont de taille plus grande que les aimants unitaires 4 de la donc moins nombreux, à cette , au nombre de quatre.
A la , chaque aimant unitaire 4c peut présenter un contour au moins partiellement ovoïde.
Cet aimant unitaire ovoïde 4c peut comporter une première portion 4a formant corps de l’aimant unitaire 4c présentant une plus grande section et s’étendant sur une plus grande longueur de l’aimant unitaire 4c qu’au moins une deuxième portion 4b d’extrémité longitudinale pointant vers une extrémité longitudinale associée de l’aimant unitaire 4c en diminuant de section en se rapprochant de l’extrémité longitudinale.
Pour tout type d’aimants unitaires, les aimants unitaires peuvent être directement adjacents les uns aux autres en étant partiellement en contact. Les aimants unitaires 4 peuvent être collés par dépôt de colle. La pluralité d’aimants unitaires 4, 4c, 4d réalise un maillage d’aimants sans interposition d’éléments de maintien entre eux autres que la colle, les aimants unitaires 4, 4c, 4d étant en contact direct entre aimants adjacents.
Il est possible d’avoir une structure d’aimant 10 présentant des sous-structures interne et externes 11,12 comprenant chacune des aimants unitaires différents.
A la dans une sous-structure 11 de la structure d’aimant 10, les aimants unitaires 4 sont collés les uns contre les autres sans maillage entre eux tandis que dans l’autre sous-structure 12 les aimants unitaires sont collés entre eux avec interposition d’un maillage 24.
Ainsi au moins une des sous-structures 11, 12 de chaque structure d’aimant 10 constituée d’une pluralité d’aimants unitaires peut intégrer au moins un maillage 24 présentant des mailles délimitant chacune un logement pour un aimant unitaire 4 respectif.
Chaque logement peut présenter des dimensions internes justes suffisantes pour permettre une introduction d’un aimant unitaire 4 en son intérieur tout en laissant un espace entre le logement et l’aimant unitaire 4 rempli par un matériau isolant renforcé de fibres, les mailles étant en matériau isolant renforcé de fibres.
A la , la référence 23 montre un matériau isolant remplissant un espacement entre deux aimants unitaires 4.
Il est aussi possible de concevoir une structure d’aimant 10 sans maillage dans ses sous-structures interne et externe 11, 12.
Ainsi, les aimants unitaires peuvent être des aimants pixelisés présentant des formes carrées, rectangulaires ou de forme quelconque. De la résine ou colle 23 peut être injectée entre les aimants pour former une ébauche de sous-structure aussi bien interne qu’externe.
Les pixels peuvent être réalisés dans des directions inclinées par rapport à l’axe de symétrie de la sous-structure interne 11 ou externe 12 les comprenant d’un angle quelconque.
Il est possible de prévoir des aimants unitaires différents d’une sous-structure 11 ou 12 par rapport à ceux d’une sous-structure 12 ou 11 associée dans la même structure d’aimant 10.
Dans une autre forme de réalisation, comme montré à la chaque aimant unitaire peut être sous la forme d’une tranche 4d dont une épaisseur est au moins inférieure à dix fois sa longueur. A cette , il est montré six aimants unitaires 4d, chacun sous forme de tranche.
Les tranches 4d formant aimants unitaires peuvent être séparées dans ladite au moins une des sous-structures 11, 12 de chaque structure d’aimant 10 par des découpes dans un plan ortho-radial dans le rotor 1. Les espaces vides entre deux tranches 4d peuvent être remplis de résine ou de colle comme matériau isolant 23.
Le moyeu 2 et les branches 3 peuvent être en fibres de verre coulées dans de la résine en étant ou non d’un seul tenant.
La frette 8 du rotor 1 peut être en fibres de verre ou en fibres de carbone. La frette 8 peut entourer circonférentiellement les structures d’aimant 10 à une périphérie extérieure du rotor 1.
La frette 8 concourt, si besoin est, au maintien radial des structures d’aimant 10 en complément de l’engagement mécanique de la sous-structure interne 11 avec les branches 3. Les extrémités distales des branches 3 peuvent être solidarisées ou non à la frette 8 mais sont en appui contre la frette 8. La frette 8 est visible notamment aux figures 1 et 4.
Le rotor 1 peut présenter des faces circulaires le délimitant axialement, un disque de recouvrement 27, visible à la , étant disposé sur au moins une face circulaire du rotor 1, avantageusement un disque de recouvrement 27 pour chaque face circulaire du rotor 1.
Ceci permet d’empêcher un mouvement axial des structures d’aimant 10 entre deux branches 3. Un disque de recouvrement 27 est montré de manière très schématique à la en étant espacé de la structure d’aimant 10 pour être mieux visible.
Comme il est visible notamment à la , le corps du rotor 1 peut être en deux parties de corps 25a, 25b équivalentes alignées axialement dans le rotor 1, de préférence deux disques concentriques collés l’un contre l’autre.
Un intervalle pratiqué entre les deux disques peut permettre de réaliser localement dans les branches 3 pour des portions en vis-à-vis des sous-structures 11, 12 interne les pièces femelles 14, visibles notamment aux figures 5 et 6, utiles pour réaliser l’engagement mécanique 13, 14 de chaque face latérale de la sous-structure interne 11 de chaque structure d’aimant 10 contre une portion lui faisant face de la branche adjacente associée en coopérant avec une pièce mâle 13 respective portée latéralement des deux côtés de chaque sous-structure interne 11.
Comme il est visible notamment aux figures 5 et 6 pour une seule partie du corps 25a représentée mais ceci est aussi valable pour l’autre partie 25b, dans un mode de réalisation préférentielle, chaque partie du corps 25a, 25b, comprend un contour interne 26a qui est de dimension inférieure tout en étant en losange comme le contour externe de chaque partie de corps 25a.
En se référant aux figures 1, 5 et 6 prises en combinaison, quand les deux parties de corps 25a, 25b sont pressées l’une contre l’autre, leur contour interne 26a se faisant face, il est réalisé une rainure 13 formant pièce femelle délimitée à l’intérieur des deux parties de corps 25a, 25b pressées l’une contre l’autre.
En alternative à un corps en deux parties, il est aussi possible de concevoir un corps en une partie unique avec une rainure sur les côtés latéraux des branches en tant que pièce femelle.
L’invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un rotor 1 en deux portions comme précédemment mentionné. La première étape du procédé est une introduction de sous-structures internes 11 préalablement conformées et formant chacune une entité fermée, chaque sous-structure interne 11 étant logée entre une paire de deux branches 3 adjacentes associées d’une des deux parties de corps 25a, 25b de rotor 1.
La deuxième étape consiste en une solidarisation des deux parties de corps 25a, 25b entre elles, par exemple par collage.
La troisième étape est une introduction de sous-structures externes 12 entre chaque paire de deux branches 3 adjacentes associées du corps 25a, 25b.
Chaque sous-structure externe 12 est dans le prolongement radial d’une sous-structure interne 11.
La quatrième étape consiste en un positionnement de la frette 8 contre l’extrémité distale de chaque branche suivie du collage des sous-structures externes 12 contre la frette 8.
Il est rappelé que les sous-structures internes 11 quant à elles ne sont ni collées contre les branches 3 ni contre le moyeu 2.
En alternative, il est possible de réaliser des structures d’aimant complètes formant individuellement un tout contenant chacune une sous-structure interne 11 et une sous-structure externe 12 solidarisées entre elles, la première étape du procédé alternatif étant une introduction des structures d’aimant 10 préalablement conformées et formant chacune une entité fermée entre chaque paire de deux branches 3 adjacentes associées d’une des deux parties de corps 25a, 25b de rotor 1.
La troisième étape du procédé précédemment mentionnée est alors supprimée dans cette variante alternative.
L’invention concerne enfin un moteur ou une génératrice électromagnétique à flux axial comprenant au moins un tel rotor 1, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant au moins un stator portant au moins un bobinage, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant un ou plusieurs entrefers entre ledit au moins un rotor 1 et ledit au moins un stator.
Le moteur ou la génératrice électromagnétique peut comprendre de préférence au moins un rotor 1 associé à deux stators.

Claims (15)

  1. Rotor (1) d’un moteur ou d’une génératrice électromagnétique présentant un corps (25a, 25b) comportant un moyeu (2) interne concentrique à un axe central (7) de rotation du rotor (1), des branches (3) s’étendant radialement par rapport à l’axe central (7) de rotation à partir du moyeu (2) interne vers une frette (8) formant un pourtour externe circulaire du rotor (1), une structure d’aimant (10) formant pôle d’aimant étant logée dans chaque espace délimité entre deux branches (3) adjacentes associées à la structure d’aimant (10), caractérisé en ce que chaque structure d’aimant (10) est sous la forme de deux sous-structures (11, 12) distinctes respectivement interne et externe selon leur position dans le rotor (1) en se prolongeant radialement entre les deux branches (3) adjacentes associées, la sous-structure interne (11) au rotor (1) présentant sa face la plus interne en contact au moins partiel, quand le rotor (1) n'est pas en rotation, avec le moyeu (2) interne et ses faces latérales chacune en vis-à-vis d’une des deux branches (3) adjacentes associées étant en engagement mécanique (13, 14) contre une portion leur faisant face de la branche adjacente associée avec butée dans un sens axial au rotor (1) et une liberté de déplacement dans un sens radial au rotor (1), et la sous-structure externe (12) au rotor (1) présentant sa face la plus externe au rotor (1) en appui contre la frette (8).
  2. Rotor (1) selon la revendication 1, dans lequel l’engagement mécanique (13, 14) de chaque face latérale de la sous-structure interne (11) de chaque structure d’aimant (10) contre une portion lui faisant face de la branche adjacente associée par une pièce mâle (13) portée latéralement des deux côtés de chaque sous-structure interne (11) logée dans une pièce femelle (14) portée par une portion des branches (3) en vis-à-vis de la sous-structure interne (11) ou inversement pour un positionnement des pièces mâles (13) et femelles (14).
  3. Rotor (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque sous-structure interne (11) est noyée dans une première couche (15) de composite enrobant entièrement la sous-structure interne (11), la première couche (15) de composite étant configurée pour former les pièces mâles (13) chacune étant portée latéralement sur un côté par chaque sous-structure interne (11).
  4. Rotor (1) selon la revendication précédente, dans lequel les deux sous-structures (11, 12) interne et externe de chaque structure d’aimant (10) entre deux branches (3) adjacentes sont noyées dans une deuxième couche (16) de composite enrobant entièrement la structure d’aimant (10), le rotor (1) étant aussi enrobé dans une troisième couche (17) de composite.
  5. Rotor (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel les branches (3) présentent en coupe une forme de losange (19) relié au moyeu (2) interne par un pied (18) s’élargissant en rapprochement du moyeu (2), les deux faces du losange (19) en coupe les plus internes au rotor (1) de deux branches (3) adjacentes associées encadrant la sous-structure interne (11) de chaque structure d’aimant (10) et les deux faces du losange (19) en coupe les plus externes au rotor (1) de deux branches (3) adjacentes associées encadrant la sous-structure externe (12) de chaque structure d’aimant (10), la sous-structure interne (11) de chaque structure d’aimant (10) remplissant entièrement dans l’espace entre les deux branches (3) adjacentes associées un premier logement (20) délimité entre les deux faces du losange (19) en coupe les plus internes des deux branches (3) associées et la sous-structure externe (12) de chaque structure d’aimant (10) remplissant entièrement dans l’espace entre les deux branches (3) adjacentes associées un deuxième logement (21) délimité entre les deux faces du losange (19) en coupe les plus externes des deux branches (3) associées.
  6. Rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sous-structures (11, 12) interne et externe de chaque structure d’aimant (10) sont séparées par un jeu (22).
  7. Rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une des sous-structures (11, 12) de chaque structure d’aimant (10) est constituée d’une pluralité d’aimants unitaires (4, 4c, 4d) solidarisés par un matériau isolant (23) renforcé de fibres.
  8. Rotor (1) selon la revendication 7, dans lequel chaque aimant unitaire (4, 4c) est de forme allongée en s’étendant en direction axiale du rotor (1), chaque aimant unitaire (4) étant de forme polygonale ou chaque aimant unitaire (4c) présentant un contour au moins partiellement ovoïde, la forme ou le contour ovoïde comportant une première portion (4a) formant corps de l’aimant unitaire (4c) présentant une plus grande section et s’étendant sur une plus grande longueur de l’aimant unitaire (4c) qu’au moins une deuxième portion d’extrémité longitudinale (4b) pointant vers une extrémité longitudinale associée de l’aimant unitaire (4c) en diminuant de section en se rapprochant de l’extrémité longitudinale.
  9. Rotor (1) selon la revendication 7, dans lequel chaque aimant unitaire (4, 4c, 4d) est sous la forme d’une tranche (4d) dont une épaisseur est au moins inférieure à dix fois sa longueur, les tranches (4d) formant aimants unitaires étant séparées dans ladite au moins une des sous-structures (11, 12) de chaque structure d’aimant (10) par des découpes dans un plan ortho-radial dans le rotor (1).
  10. Rotor (1) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes, dans lequel ladite au moins une des sous-structures (11, 12) de chaque structure d’aimant (10) constituée d’une pluralité d’aimants unitaires (4, 4c, 4d) intègre au moins un maillage (24) présentant des mailles délimitant chacune un logement pour un aimant unitaire (4, 4c, 4d) respectif, chaque logement présentant des dimensions internes permettant une introduction d’un aimant unitaire (4, 4c, 4d) en son intérieur tout en laissant un espace entre le logement et l’aimant unitaire (4, 4c, 4d) rempli par un matériau isolant(23) renforcé de fibres, les mailles étant en matériau isolant renforcé de fibres.
  11. Rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyeu (2) interne et les branches (3) sont en fibres de verre coulées dans de la résine.
  12. Rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rotor (1) présente des faces circulaires le délimitant axialement, un disque de recouvrement (27) étant disposé sur au moins une face circulaire du rotor (1).
  13. Rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une extrémité distale de chaque branche (3) est en appui contre la frette (8) et le corps (25a, 25b) du rotor (1) est formé de deux parties de corps (25a, 25b) équivalentes alignées axialement dans le rotor (1).
  14. Procédé de fabrication d’un rotor (1) selon la revendication précédente, lequel procédé comprend les étapes suivantes :
    • Introduction de sous-structures internes (11) entre chaque paire de deux branches (3) adjacentes associées d’une des deux parties de corps (25a, 25b),
    • Solidarisation des deux parties de corps (25a, 25b),
    • Introduction de sous-structures externes (12) entre chaque paire de deux branches (3) adjacentes associées du corps (25a, 25b), chaque sous-structure externe (12) étant dans le prolongement radial d’une sous-structure interne (11),
    • Positionnement de la frette (8) contre l’extrémité distale de chaque branche (3) et collage des sous-structures externes (12) contre la frette (8).
  15. Moteur ou génératrice électromagnétique à flux axial caractérisé en ce qu’il comprend au moins un rotor (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant au moins un stator portant au moins un bobinage, le moteur ou la génératrice électromagnétique comprenant un ou plusieurs entrefers entre ledit au moins un rotor (1) et ledit au moins un stator.
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