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WO2017037389A1 - Rotor pour machine electrique tournante - Google Patents

Rotor pour machine electrique tournante Download PDF

Info

Publication number
WO2017037389A1
WO2017037389A1 PCT/FR2016/052164 FR2016052164W WO2017037389A1 WO 2017037389 A1 WO2017037389 A1 WO 2017037389A1 FR 2016052164 W FR2016052164 W FR 2016052164W WO 2017037389 A1 WO2017037389 A1 WO 2017037389A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
claw
lip
length
rotor
holding
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/052164
Other languages
English (en)
Inventor
David Delplace
Jean-François GAUTRU
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
Publication of WO2017037389A1 publication Critical patent/WO2017037389A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
    • 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 invention relates to a rotor for a rotating electrical machine.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of rotating electrical machines such as alternators or reversible machines.
  • rotating electrical machines such as alternators or reversible machines.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor in particular for starting the engine of the motor vehicle.
  • a rotating electrical machine comprises a rotor rotatable about an axis and a fixed stator surrounding the rotor.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle electronics and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
  • the rotor has, here, a claw structure comprising an excitation winding and two pole wheels each comprising claws arranged to fit between two consecutive claws of the other pole wheel.
  • the rotor further comprises a plurality of magnetic elements arranged respectively between two adjacent claws of two distinct polar wheels, that is to say in an inter-claw space. These magnetic elements are used in particular to prevent leakage of magnetic flux between the claws forming the magnetic poles. It has indeed been found that a large part of the magnetic flux created by the rotor coil passes through leak paths instead of crossing the air gap of the machine to cause the desired induction in the magnetic poles of the rotor. stator.
  • Each claw has a retaining lip of the magnetic element arranged opposite an adjacent claw of the other pole wheel.
  • a magnetic element is then held by two lips holding two adjacent claws, each of the claws belonging to a separate polar wheel.
  • These holding lips ensure the good mechanical retention of the magnetic element.
  • these holding lips reduce the distance between two adjacent claws and thus reduce the inter-claw gap, which causes an increase in magnetic flux leakage between the two claws.
  • the present invention aims to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the present invention therefore aims to provide a rotor provided with magnetic elements whose magnetic flux leakage between the claws are limited to improve the magnetic performance of the rotating electrical machine.
  • the subject of the present invention is a rotor for a rotating electric machine of a motor vehicle.
  • the rotor is rotatably mounted about an axis and comprises at least one magnetic element and a pair of polar wheels each comprising:
  • a plurality of claws extending axially from said flange, comprising a claw body having a claw length defined between the flange and a free end of said claw body and comprising at least one holding lip of an arranged magnetic element; contiguously to said claw body and facing an adjacent claw of the other pole wheel,
  • pairs of pole wheels being mounted such that each claw of a pole wheel extends towards the other pole wheel being arranged between the space between two consecutive claws of the other pole wheel,
  • said magnetic element being arranged between two adjacent claws of two separate pole wheels and held by two respective holding lips of the two adjacent claws,
  • the present invention makes it possible to increase the distance between the claw having the holding lip as defined and the adjacent claw facing this lip. It allows, in particular, to increase the minimum distance between the claw having the retaining lip and the adjacent claw. This minimum distance extends in a direction substantially perpendicular to the holding lip. Thus, leakage of the magnetic flux between the claws are reduced, while ensuring a good maintenance of the magnetic element.
  • the present invention also makes it possible to remove a portion of the holding lip, relative to a holding lip of the prior art, which does not produce a mechanical holding effect of the magnetic element.
  • a rotor is less expensive.
  • the retaining lip extends from the flange.
  • the portion of the retaining lip which ensures a better mechanical retention of the magnetic element is the portion of said lip adjacent to the flange.
  • it improves the maintenance of the magnetic element by positioning the holding lip adjacent to the flange.
  • the holding lip is arranged contiguously with an outer radial surface of the claw body and extends, in a plane perpendicular to the axis, in an ortho-radial direction.
  • the retaining lip has a lateral end facing the adjacent claw which extends along a straight line. This simplifies the process for producing said holding lip.
  • the claw comprises, on an outer radial surface in a section plane perpendicular to the axis, at least one chamfered portion, said chamfered portion extending axially at least on a part of the retaining lip.
  • the lip length of a retaining lip of one claw is equal to the length of the lip of another retaining lip of an adjacent claw of the other polar wheel, said two lips holding means being arranged to maintain the same magnetic element. This simplifies the manufacturing process of a rotor and in particular the step of producing the pole wheels since the latter can be symmetrical.
  • the lip length of a holding lip of a claw is greater than the lip length of another holding lip of an adjacent claw of the other pole wheel, said two holding lips being arranged to maintain the same magnetic element.
  • the claw body comes from material with the associated holding lip. This makes it possible to simplify the method for producing the polar wheel.
  • the claw comprises two retaining lips respectively arranged opposite two distinct claws of the other pole wheel.
  • the two separate claws are located on either side of the claw having the two holding lips. This allows to have more magnetic elements in the rotor to improve its magnetic performance.
  • all the claws of a pole wheel and / or the other pole wheel has at least one holding lip. This makes it possible to simplify the method for producing the polar wheel. According to another embodiment, all the claws of a pole wheel and / or the other pole wheel has two holding lips.
  • the magnetic element is advantageously a permanent magnet. This improves the magnetic performance of the rotor while maintaining reduced costs.
  • a side surface of the claw formed by the portion of the lateral surface located at an axial distance greater than the lip length and the surface of the holding lip at its first axial end, is a non-linear surface. that is to say, which does not extend along a line.
  • the retaining lip protrudes from the claw body.
  • the portion of the lateral surface located at an axial distance greater than the lip length forms, with the surface of the holding lip at its first axial end, an angle of between 80 ° and 160 °. More particularly, said angle is between 90 ° and 160 °. For example, said angle is between 10 ° and 150 °. In particular, the angle a is between 120 ° and 150 ° and for example of the order of 140 °.
  • the angle measuring from the lateral surface located at an axial distance greater than the lip length to the surface of the holding lip at its first axial end in the clockwise direction simplifies the manufacturing process of the polar wheel. In particular, it makes it possible to simplify the demolding of the polar wheel after the forging step. In addition, the larger the angle, the easier the demoulding will be. In addition, the larger the angle and the more the gap between two adjacent claws is gradually reduced which increases the portion of the claw where magnetic flux leakage between the claws are reduced. However, if this angle is too large, the magnet may not be sufficiently maintained. We must therefore find a good compromise between the manufacture of the polar wheel, the loss of magnetic flux and the maintenance of the magnet.
  • the present invention furthermore relates to a method of manufacturing a rotor for a rotating electric machine of a motor vehicle, mounted rotatably about an axis and comprising at least one element magnetic and a pair of polar wheels.
  • the method comprises the following steps:
  • pole wheels each comprising a flange and a plurality of claws extending axially from said flange and comprising a claw body having a claw length defined between the flange and a free end of said claw body,
  • said holding lips being arranged contiguously with said claw body and facing an adjacent claw of the other pole wheel
  • At least one forming step forming at least one holding lip of a magnetic element such that said lip extends axially over a length called lip length, said lip length being less than said claw length; .
  • the present invention relates to a rotating electrical machine comprising a rotor as previously described.
  • a rotating electrical machine as described above can advantageously form an alternator or a reversible machine.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and partially, a view of an external radial surface of a claw according to a first example of implementation of the invention
  • FIG. 3 represents, schematically and partially, a perspective view of a claw according to a second exemplary implementation of the invention
  • FIG. 4 represents, schematically and partially, a perspective view of a rotor according to the example of FIG. 2,
  • FIG. 5 represents, schematically and partially, a perspective view of a rotor according to the example of FIG. 3,
  • FIG. 6 represents, schematically and partially, a perspective view of a rotor according to a third example of implementation of the invention.
  • FIG. 7 represents, schematically and partially, a perspective view of a rotor according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 8 shows, schematically and partially, a logic diagram of a method of manufacturing a rotor according to an exemplary implementation of the invention.
  • FIG. 1 represents a rotating electrical machine 1 compact and polyphase, in particular for a motor vehicle. This rotating electrical machine 1 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • the rotary electrical machine 1 comprises a housing 2. Inside this housing 2, it further comprises a shaft 3, a rotor 4 integral in rotation with the shaft 3 and a stator 5 surrounding the rotor 4. The rotational movement of the rotor 4 is around an axis X. In the remainder of the description the radial, ortho-radial and axial orientations are to be considered with respect to this axis X.
  • the housing 2 comprises a front bearing 6 and a rear bearing 7 which are assembled together.
  • These bearings 6, 7 are of hollow form and each bear, centrally, a ball bearing 10, 1 1 respective for the rotational mounting of the shaft 3.
  • a pulley 12 is fixed on a front end of the shaft 3, at the front bearing 6, for example by means of a nut bearing on the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 12 makes it possible to transmit the rotational movement to the shaft 3.
  • the rear end of the shaft 3 carries, here, slip rings belonging to a collector. Brushes belonging to a brush holder 8 are arranged so as to rub on the slip rings.
  • the brush holder 8 is connected to a voltage regulator included in a rectifier bridge 9.
  • the front bearing 6 and the rear bearing 7 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 13 on the front dorsal face of the rotor 4, that is to say at the front bearing 6 and a rear fan 14 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 7.
  • the stator 5 comprises a body 15 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi type. closed or open, equipped with notch insulation for mounting the stator phases.
  • Each phase comprises at least one winding 16 passing through the notches of the body 15 and forming, with all the phases, a front bun and a rear bun on either side of the stator body.
  • the windings 16 are obtained, for example, from a continuous wire covered with enamel or else from bar-like conductor elements such as pins connected together.
  • These windings 16 are, for example, three-phase windings connected in a star or in a triangle, whose outputs are connected to the rectifier bridge 9.
  • the rotor 4 of Figure 1 is a claw rotor. It comprises two pole wheels 17. Each pole wheel 17 is formed of a flange 18 and a plurality of claws 19 forming magnetic poles.
  • the flange 18 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape.
  • This rotor 4 further comprises a cylindrical core 20 which is interposed axially between the pole wheels 17.
  • this core 20 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels 17.
  • the rotor 4 comprises, between the core 20 and the claws 19, a coil 21 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • a coil 21 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • the slip rings belonging to the collector are connected by wire bonds to said coil 21.
  • the rotor 4 also comprises, at its outer periphery, magnetic elements interposed between two adjacent claws 19.
  • the rotor 4 When the electric winding is electrically powered from the brushes, the rotor 4 is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of north-south magnetic poles at the claws 19. This inductor rotor creates an alternating induced current in the stator induced when the shaft 3 is rotating.
  • the rectifier bridge 9 then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the motor vehicle's onboard network as well as to recharge its battery.
  • Figures 2 and 3 illustrate, more specifically, a first and a second example of claw 19, respectively.
  • the claws 19 are, each of preferentially trapezoidal shape and in particular shaped claw.
  • Each of the claws 19 extends in an axial direction from the flange 18.
  • the claws 19 of a pole wheel are directed axially towards the flange 18 of the other pole wheel, each claw 19 penetrating into the existing space between two adjacent claws of said other pole wheel, so that the claws 19 of the two pole wheels 17 are interleaved.
  • Each claw penetrating between two consecutive claws of the other pole wheel forms two inter-claw spaces respectively on either side of said claw.
  • Each claw 19 comprises a claw body 22.
  • a claw body 22 thus extends in an axial direction, along a central axis Y of the claw body substantially parallel to the axis X, from the flange 18 to at a corresponding free end 23 of the claw body 22.
  • the claw body 22 has an outer radial surface 24 facing the stator 5 respectively and an inner radial surface 25 facing the core 20, said surfaces 24, 25 being radially opposed and extending substantially axially.
  • the claw body 22 has a first lateral surface 26 and a second lateral surface 27 extending radially between the inner and outer radial surfaces 24, 25 and, axially, between the flange 18 and the free end 23. Said first and second lateral surfaces 26, 27 are opposed with respect to an ortho-radial direction of the X axis.
  • the claw has a trapezoidal shape in the sense that it defines two bases, respectively corresponding to the free end 23 and the other axial end arranged at the flange 18, and two sides respectively included in the two side surfaces 26, 27.
  • the flange 18 has a chamfered surface 28 facing the stator.
  • the outer radial surface 24 is contiguous with said chamfered surface 28.
  • the rotor 4 may comprise a magnetic element 29 inserted into an inter-claw gap of the rotor 4.
  • the rotor 4 comprises several magnetic elements 29 inserted respectively in the inter-claw spaces.
  • the rotor 4 may comprise a magnetic element for each inter-claw gap.
  • the rotor 4 may alternatively comprise inter-claw spaces having a magnetic member 29 and empty claw spaces.
  • the magnetic element 29 is, for example, arranged between two lateral surfaces of two respective claw bodies of two separate polar wheels.
  • the magnetic element 29 is, for example, arranged between two lateral surfaces of two respective claw bodies of two separate polar wheels.
  • the magnetic element 29 is, for example, arranged between two lateral surfaces of two respective claw bodies of two separate polar wheels.
  • 29 is a permanent magnet for example formed of rare earth or ferrite.
  • a claw 19 which is intended to receive a magnetic element 29 further comprises a retaining lip 30 of said magnetic element.
  • the magnetic element 29 is held by two holding lips
  • Each retaining lip 30 of a claw 19 is thus arranged contiguously with the claw body 22 and facing another adjacent claw of the other pole wheel.
  • a retaining lip 30 is arranged to cover a portion of an outer radial surface of the magnetic member 29 held.
  • the claw body 22 has a claw length A defined between the flange 18 and its free end 23. More specifically, the claw length A corresponds to the axial length of the outer radial surface 24.
  • the retaining lip 30 extends, axially, between a first axial end 31 and a second axial end 32.
  • the retaining lip 30 has a length of lip B defined axially between its two axial ends 31, 32.
  • the lip length B is less than the claw length A.
  • the retaining lip 30 does not extend over the entire length of the claw body 22 nor over the entire axial length the magnetic element 29 maintained.
  • the magnetic element 29 is held in position only over part of its length.
  • the retaining lip 30 extends axially from the flange 18.
  • the second axial end 32 of said lip is in contact with the flange 18.
  • the retaining lip 30 is arranged contiguously with the outer radial surface 24. More specifically, the retaining lip 30 is arranged on one of the lateral surfaces 26, 27 at the level of the outer radial surface and facing the stator 5.
  • the holding lip 30 extends, in a plane perpendicular to the axis X, in an ortho-radial direction.
  • the retaining lip 30 has a first lateral end in contact with the claw body 22 and a second lateral end 33, opposite in a direction ortho-radial to said first lateral end.
  • This second lateral end 33 is opposite the adjacent claw 19.
  • the second lateral end 33 extends along a straight line.
  • the part of the lateral surface 26, 27, located at an axial distance greater than the lip length B, forms, with the surface of the retaining lip 30 situated at its first axial end 31, an angle ⁇ of between 80.degree. ° and 160 °, and in particular between 90 ° and 160 °.
  • the angle a is between 120 ° and 150 ° and for example of the order of 140 °. In the example of Figure 2, the angle is equal to 135 °.
  • a side surface of the claw 19, formed by the portion of the lateral surface 26, 27, located at an axial distance greater than the lip length B and the surface of the holding lip 30 located at its first axial end 31, is a nonlinear surface that is to say that does not extend along a line.
  • the claw 19 has a chamfered portion 34 which extends axially in a section plane perpendicular to the axis X, along an outer radial surface of the retaining lip 30 and preferably over the entire outer radial surface of said lip. As shown in FIG. 6, this chamfered portion 34 may also extend axially over a portion of the outer radial surface 24 of the claw body 22. In a variant, the claw may have no chamfered portion 34.
  • the claw body 22 is made of material with the associated holding lip 30.
  • the claw 19 is monobloc. Still preferably, the pole wheel 17 is in one piece.
  • the claw 19 of a pole wheel 17 comprises two retaining lips 30 respectively arranged opposite two consecutive claws of the other pole wheel.
  • the claw 19 is in contact with two separate magnetic elements 29 held respectively by the retaining lips 30.
  • This claw 19 may then have a single chamfered portion 34 or two chamfered portions 34 or not include a chamfered portion 34.
  • a single chamfered portion the latter is, for example, associated with only one of the two retaining lips 30, in the sense that the chamfered portion and the retaining lip 30 are disposed at the same side of the In the case where there are two chamfered parts, the latter are, for example, associated with the two respective holding lips 30.
  • the holding lips 30 of the same claw 19 may or may not have equal lip lengths B.
  • all the claws 19 of a pole wheel and / or of the other pole wheel has at least one retaining lip 30.
  • all the claws 19 of a pole wheel and / or the other pole wheel has two retaining lips 30.
  • the holding lips 30 of the same magnetic element 29 are facing each other and extend in the same direction, that is to say following two respective straight lines that are parallel.
  • the holding lips 30 of the same claw 19 extend in directions which are symmetrical with respect to the central axis Y.
  • Figure 4 illustrates a first example of rotor 4 where a ratio of the length of lip B to the claw length A is between 0.70 and 0.95.
  • the length of lip B is equal to 0.80 times the length of claw A.
  • FIG. 5 illustrates a second example of rotor 4 in which the ratio of the length of lip B to the length of claw A is between 0.40 and 0.70.
  • the length of lip B is equal to half the length of claw A.
  • Figure 6 illustrates a third example of rotor 4 where the ratio of the length of lip B to the claw length A is between 0.05 and 0.40.
  • the length of lip B is equal to 0.20 times the length of claw A.
  • the lip length B of a retaining lip 30a of a claw 19a of a pole wheel 17a is equal to the lip length B of another holding lip 30b of an adjacent claw 19b of the other pole wheel 17b, said two holding lips 30a, 30b being arranged to maintain the same magnetic element 29.
  • the pole wheels 17a, 17b are symmetrical .
  • FIG. 7 illustrates a fourth example of rotor 4 where the ratio of the length of lip B of the holding lips 30a of a first polar wheel 17a to the length of claw A is between 0.05 and 0.40 and where the ratio of the length lip B of the holding lips 30b of a second pole 17b on the claw length A is between 0.70 and 0.95.
  • the lip length B of the holding lips 30a is equal to 0.75 times the claw length A and the lip length B of the holding lips 30b is equal to 0.25 times the length of claw A.
  • the lip length B of a holding lip 30b is greater than the lip length B of another holding lip 30a, said two holding lips 30a, 30b being arranged to maintain the same magnetic element 29.
  • the pole wheels are asymmetrical.
  • the present invention further relates to a manufacturing method 100 of the rotor 4.
  • This method 100 comprises a step 101 of producing a first pole wheel and a step 102 of producing a second pole wheel. These steps 101, 102 can be performed simultaneously.
  • Each step 101, 102 for producing a pole wheel 17 can be subdivided into a first step of forming the flange 18 and a second step of forming the claw bodies 22.
  • the pole wheels 17 are made by forging.
  • the method 100 further comprises a forming step 103, in at least one claw 19 of a first pole wheel, at least one retaining lip 30 and a forming step 104, in at least one claw 19 d a second polar wheel, at least one retaining lip 30.
  • the step 103 and / or the step 104 is carried out in such a way that at least one of the retaining lips 30 extends axially over a length of lip B, this lip length being less than the length of claw A.
  • Each step 103, 104 may comprise a forging step which is performed simultaneously with the step 101, 102 for producing the corresponding polar wheel 17.
  • the steps 103, 104 can then be performed simultaneously with the step of forming the claw bodies 22.
  • the holding lip 30 is then forged to directly have the desired lip length B.
  • each step 103, 104 may comprise a forging step, carried out simultaneously with the step 101, 102 of producing the corresponding pole wheel 17, and then a machining step adapted to machine the retaining lip 30 to have a desired lip length B.
  • the method 100 includes a step 105 for mounting the two pole wheels 17 and at least one magnetic element 29.
  • the two pole wheels are mounted so that each claw of a pole wheel extends towards the other polar wheel being arranged between the space between two consecutive claws of the other polar wheel.
  • the magnetic element 29 is mounted so that it is arranged between two adjacent claws 19 of two separate pole wheels 17 and held by a retaining lip 30 of each of said two adjacent claws 19. The magnetic elements 29 are inserted into the inter-claw space and are only held by the holding lips 30.
  • the present invention also relates to a rotary electric machine 1, such as an alternator or a reversible machine, comprising a rotor 4 as previously described.
  • the present invention makes it possible to enlarge the distance, in an ortho-radial direction, between the claws by reducing the axial length of the holding lips while guaranteeing good mechanical strength, especially in centrifugation when the rotor is rotating, magnetic elements .
  • the present invention thus makes it possible to reduce magnetic flux leakage between the claws while at the same time offering a solution that is reliable and that makes it possible not to radically change the current design of the polar wheels, while maintaining optimal performance of the rotor.
  • the magnetic performance of the rotating electrical machine is improved.
  • the present invention finds applications in particular in the field of rotor alternator or reversible machine but it could also apply to any type of rotating machine.

Landscapes

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

Abstract

La présente invention propose un rotor pour machine électrique tournante de véhicule automobile. Le rotor (4), monté rotatif autour d'un axe (X),comporte au moins un élément magnétique (29) et une paire de roues polaires (17) comportant chacune: -un flasque (18), -une pluralité de griffes (19) s'étendant axialement à partir dudit flasque (18), comportant un corps de griffe (22) présentant une longueur de griffe (A) définie entre le flasque (18) et une extrémité libre (23) dudit corps de griffe et comportant au moins une lèvre de maintien (30) d'un élément magnétique (29) agencée de manière contigüe audit corps de griffe et en regard d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire, la lèvre de maintien (30) s'étendant axialement sur une longueur dite longueur de lèvre(B), ladite longueur de lèvre (B) étant inférieure à ladite longueur de griffe (A).

Description

ROTOR POUR MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
L'invention concerne un rotor pour une machine électrique tournante. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs ou encore les machines réversibles. On rappelle qu'une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d'un axe et un stator fixe entourant le rotor. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d'alimenter l'électronique du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation.
Le rotor a, ici, une structure à griffes comprenant un bobinage d'excitation et deux roues polaires comprenant, chacune, des griffes agencées de manière à s'insérer entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire. Le rotor comporte, en outre, une pluralité d'éléments magnétiques agencés respectivement entre deux griffes adjacentes de deux roues polaires distinctes, c'est-à-dire dans un espace inter-griffe. Ces éléments magnétiques sont notamment utilisés pour empêcher les fuites de flux magnétique entre les griffes formant les pôles magnétiques. Il a, en effet, été constaté qu'une partie important du flux magnétique créé par la bobine du rotor passait par des chemins de fuites au lieu de traverser l'entrefer de la machine pour aller provoquer l'induction désirée dans les pôles magnétiques du stator.
Chaque griffe comporte une lèvre de maintien de l'élément magnétique agencée en regard d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire. Un élément magnétique est alors maintenu par deux lèvres de maintien de deux griffes adjacentes, chacune des griffes appartenant à une roue polaire distincte. Ces lèvres de maintien assurent le bon maintien mécanique de l'élément magnétique. Cependant, ces lèvres de maintien réduisent la distance entre deux griffes adjacentes et ainsi diminuent l'espace inter-griffe, ce qui engendre une augmentation des fuites de flux magnétique entre les deux griffes.
Ainsi, la présente invention vise à permettre d'éviter les inconvénients de l'art antérieur.
La présente invention vise donc à permettre de réaliser un rotor muni d'éléments magnétiques dont les fuites de flux magnétique entre les griffes sont limitées pour améliorer les performances magnétiques de la machine électrique tournante.
A cet effet, la présente invention a pour objet un rotor pour machine électrique tournante de véhicule automobile. Selon la présente invention, le rotor est monté rotatif autour d'un axe et comporte au moins un élément magnétique et une paire de roues polaires comportant chacune :
- un flasque,
- une pluralité de griffes s'étendant axialement à partir dudit flasque, comportant un corps de griffe présentant une longueur de griffe définie entre le flasque et une extrémité libre dudit corps de griffe et comportant au moins une lèvre de maintien d'un élément magnétique agencée de manière contigue audit corps de griffe et en regard d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire,
lesdites paires de roues polaires étant montées de telle sorte que chaque griffe d'une roue polaire s'étende vers l'autre roue polaire en étant agencée entre l'espace existant entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire,
ledit élément magnétique étant agencé entre deux griffes adjacentes de deux roues polaires distinctes et maintenu par deux lèvres de maintien respectives des deux griffes adjacentes,
au moins une lèvre de maintien de l'élément magnétique s'étendant axialement sur une longueur dite longueur de lèvre, ladite longueur de lèvre étant inférieure à ladite longueur de griffe. La présente invention permet d'augmenter la distance entre la griffe présentant la lèvre de maintien telle que définie et la griffe adjacente en regard de cette lèvre. Elle permet, notamment, d'augmenter la distance minimale entre la griffe présentant la lèvre de maintien et la griffe adjacente. Cette distance minimale s'étend suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la lèvre de maintien. Ainsi, les fuites du flux magnétique entre les griffes sont réduites, tout en garantissant un bon maintien de l'élément magnétique.
La présente invention permet également de supprimer une partie de la lèvre de maintien, par rapport à une lèvre de maintien de l'art antérieur, qui ne produit pas d'effet de maintien mécanique de l'élément magnétique. Ainsi, comme la quantité de matière est réduite, un tel rotor est moins coûteux.
Avantageusement, la lèvre de maintien s'étend à partir du flasque. En effet, la partie de la lèvre de maintien qui assure un meilleur maintien mécanique de l'élément magnétique est la partie de ladite lèvre adjacente au flasque. Ainsi, pour une longueur donnée de lèvre de maintien, on améliore le maintien de l'élément magnétique en positionnant la lèvre de maintien de manière adjacente avec le flasque.
Avantageusement, la lèvre de maintien est agencée de manière contigue à une surface radiale externe du corps de griffe et s'étend, dans un plan perpendiculaire à l'axe, selon une direction ortho-radiale.
Avantageusement, la lèvre de maintien présente une extrémité latérale en regard de la griffe adjacente qui s'étend le long d'une droite. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation de ladite lèvre de maintien.
Dans un exemple avantageux de mise en œuvre de la présente invention, la griffe comporte, sur une surface radiale externe dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe, au moins une partie chanfreinée, ladite partie chanfreinée s'étendant axialement au moins sur une partie de la lèvre de maintien. Cela permet de diminuer le bruit magnétique engendré par la rotation du rotor. Dans un exemple avantageux de réalisation, la longueur de lèvre d'une lèvre de maintien d'une griffe est égale à la longueur de lèvre d'une autre lèvre de maintien d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire, lesdites deux lèvres de maintien étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique. Cela permet de simplifier le procédé de fabrication d'un rotor et en particulier l'étape de réalisation des roues polaires puisque ces dernières peuvent être symétriques.
Dans un autre exemple avantageux de réalisation, la longueur de lèvre d'une lèvre de maintien d'une griffe est supérieure à la longueur de lèvre d'une autre lèvre de maintien d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire, lesdites deux lèvres de maintien étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique. Cet exemple de réalisation est d'autant plus avantageux que lors de la rotation du rotor, le déplacement dû aux vibrations de l'une des roues polaires est plus important que celui de l'autre roue polaire. Ainsi, augmenter la longueur de la lèvre de maintien de la roue polaire qui présente le plus grand déplacement permet d'avoir un maintien de l'élément magnétique encore meilleur.
Avantageusement, le corps de griffe vient de matière avec la lèvre de maintien associée. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation de la roue polaire.
Avantageusement, la griffe comporte deux lèvres de maintien respectivement agencées en regard de deux griffes distinctes de l'autre roue polaire. Par exemple, les deux griffes distinctes sont situées de part et d'autre de la griffe comportant les deux lèvres de maintien. Cela permet de disposer plus d'éléments magnétiques dans le rotor pour ainsi améliorer ses performances magnétiques.
De plus, de manière avantageuse, toutes les griffes d'une roue polaire et/ou de l'autre roue polaire présente au moins une lèvre de maintien. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation de la roue polaire. Selon un autre mode de réalisation, toutes les griffes d'une roue polaire et/ou de l'autre roue polaire présente deux lèvres de maintien. Par exemple, l'élément magnétique est, avantageusement, un aimant permanent. Cela permet d'améliorer les performances magnétiques du rotor tout en conservant des coûts réduits.
Selon une réalisation, une surface latérale de la griffe, formée par la partie de la surface latérale située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre et la surface de la lèvre de maintien situé à sa première extrémité axiale, est une surface non linéaire c'est-à-dire qui ne s'étend pas le long d'une droite.
Selon une réalisation, la lèvre de maintien s'étend en saillie par rapport au corps de griffe.
Selon une réalisation, la partie de la surface latérale située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre, forme, avec la surface de la lèvre de maintien situé à sa première extrémité axiale, un angle compris entre 80° et 160°. Plus particulièrement, ledit angle est compris entre 90° et 160°. Par exemple, ledit angle est compris entre 1 10° et 150°. En particulier, l'angle a est compris entre 120° et 150° et par exemple de l'ordre de 140°.
L'angle se mesurant depuis la surface latérale située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre vers la surface de la lèvre de maintien situé à sa première extrémité axiale dans le sens horaire. Un tel angle permet de simplifier le procédé de fabrication de la roue polaire. En particulier, il permet de simplifier le démoulage de la roue polaire après l'étape de forgeage. En outre, plus l'angle est grand et plus le démoulage sera facilité. De plus, plus l'angle est grand et plus l'entrefer entre deux griffes adjacentes se réduit progressivement ce qui permet d'augmenter la portion de la griffe où les fuites du flux magnétique entre les griffes sont réduites. Cependant, si cet angle est trop grand, l'aimant peut ne pas être suffisamment maintenu. Il faut donc trouver un bon compromis entre la fabrication de la roue polaire, la perte de flux magnétique et le maintien de l'aimant.
La présente invention concerne, en outre, un procédé de fabrication d'un rotor pour machine électrique tournante de véhicule automobile, monté rotatif autour d'un axe et comportant au moins un élément magnétique et une paire de roues polaires. Selon la présente invention, le procédé comporte les étapes suivantes :
- une étape de réalisation d'une première roue polaire,
- une étape de réalisation d'une seconde roue polaire, lesdites roues polaires comportant, chacune, un flasque et une pluralité de griffes s'étendant axialement à partir dudit flasque et comportant un corps de griffe présentant une longueur de griffe définie entre le flasque et une extrémité libre dudit corps de griffe,
- une étape de formation, dans au moins une griffe d'une première roue polaire, d'au moins une lèvre de maintien d'un élément magnétique,
- une étape de formation, dans au moins une griffe d'une seconde roue polaire, d'au moins une lèvre de maintien d'un élément magnétique,
lesdites lèvres de maintien étant agencées de manière contigue audit corps de griffe et en regard d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire,
- une étape de montage des deux roues polaires et d'au moins un élément magnétique de telle sorte que chaque griffe d'une roue polaire s'étende vers l'autre roue polaire en étant agencée entre l'espace existant entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire et de telle sorte que l'élément magnétique soit agencé entre deux griffes adjacentes de deux roues polaires distinctes et maintenu par une lèvre de maintien de chacune desdites deux griffes adjacentes,
une, au moins, des étapes de formation formant au moins une lèvre de maintient d'un élément magnétique de telle sorte que ladite lèvre s'étende axialement sur une longueur dite longueur de lèvre, ladite longueur de lèvre étant inférieure à ladite longueur de griffe.
Un tel procédé de fabrication permet de réaliser un rotor dont la distance entre la griffe présentant la lèvre de maintien telle que définie et la griffe adjacente en regard de cette lèvre est augmentée. Ainsi, un tel procédé de réalisation permet de réaliser, de manière simple et peu coûteuse, un rotor dont les fuites du flux magnétique entre les griffes sont réduites, tout en garantissant un bon maintien de l'élément magnétique. Enfin, la présente invention concerne une machine électrique tournante comportant un rotor tel que précédemment décrit.
En outre, une machine électrique tournante telle que précédemment décrite peut, avantageusement, former un alternateur ou une machine réversible.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et de l'examen des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue d'une surface radiale externe d'une griffe selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 3 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'une griffe selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 4 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un rotor selon l'exemple de la figure 2,
- la figure 5 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un rotor selon l'exemple de la figure 3,
- la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un rotor selon un troisième exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 7 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un rotor selon un quatrième exemple de mise en œuvre de l'invention, et
- la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, un logigramme d'un procédé de fabrication d'un rotor selon un exemple de mise en œuvre de l'invention.
Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre. La figure 1 représente une machine électrique tournante 1 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 1 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique.
La machine électrique tournante 1 comporte un carter 2. A l'intérieur de ce carter 2, elle comporte, en outre, un arbre 3, un rotor 4 solidaire en rotation de l'arbre 3 et un stator 5 entourant le rotor 4. Le mouvement de rotation du rotor 4 se fait autour d'un axe X. Dans la suite de la description les orientations radiales, ortho-radiale et axiales sont à considérer par rapport à cet axe X.
Dans cet exemple, le carter 2 comporte un palier avant 6 et un palier arrière 7 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 6, 7 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 10, 1 1 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 3.
Une poulie 12 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 3, au niveau du palier avant 6, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 12 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 3.
L'extrémité arrière de l'arbre 3 porte, ici, des bagues collectrices appartenant à un collecteur. Des balais appartenant à un porte-balais 8 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices. Le porte- balais 8 est relié à un régulateur de tension compris dans un pont redresseur 9.
Le palier avant 6 et le palier arrière 7 peuvent comporter, en outre, des ouvertures sensiblement latérales pour le passage de l'air en vue de permettre le refroidissement de la machine électrique tournante par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur avant 13 sur la face dorsale avant du rotor 4, c'est-à-dire au niveau du palier avant 6 et d'un ventilateur arrière 14 sur la face dorsale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 7.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 5 comporte un corps 15 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d'isolant d'encoches pour le montage des phases du stator. Chaque phase comporte au moins un enroulement 16 traversant les encoches du corps 15 et formant, avec toutes les phases, un chignon avant et un chignon arrière de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements 16 sont obtenus, par exemple, à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou encore à partir d'éléments conducteurs en forme de barre tels que des épingles reliées entre elles. Ces enroulements 16 sont, par exemple, des enroulements triphasés connectés en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées au pont redresseur 9.
Le rotor 4 de la figure 1 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 17. Chaque roue polaire 17 est formée d'un flasque 18 et d'une pluralité de griffes 19 formants des pôles magnétiques. Le flasque 18 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire.
Ce rotor 4 comporte, en outre, un noyau 20 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 17. Ici, ce noyau 20 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires 17.
Le rotor 4 comporte, entre le noyau 20 et les griffes 19, une bobine 21 comportant, ici, un moyeu de bobinage et un bobinage électrique sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices appartenant au collecteur sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 21 .
Le rotor 4 comporte également, à sa périphérie externe, des éléments magnétiques interposés entre deux griffes 19 adjacentes.
Lorsque le bobinage électrique est alimenté électriquement à partir des balais, le rotor 4 est magnétisé et devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques Nord-Sud au niveau des griffes 19. Ce rotor inducteur crée un courant induit alternatif dans le stator induit lorsque l'arbre 3 est en rotation. Le pont redresseur 9 transforme alors ce courant induit alternatif en un courant continu, notamment pour alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile ainsi que pour recharger sa batterie.
Les figures 2 et 3 illustrent, plus précisément, un premier et un second exemple de griffe 19, respectivement. Les griffes 19 sont, chacune, de forme préférentiellement trapézoïdale et notamment en forme de griffe.
Chacune des griffes 19 s'étend dans une direction axiale à partir du flasque 18. Ainsi, les griffes 19 d'une roue polaire sont dirigées axialement vers le flasque 18 de l'autre roue polaire, chaque griffe 19 pénétrant dans l'espace existant entre deux griffes adjacentes de ladite autre roue polaire, de sorte que les griffes 19 des deux roues polaires 17 sont imbriquées. Chaque griffe pénétrant entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire forme deux espaces inter-griffe, respectivement de part et d'autre de ladite griffe.
Chaque griffe 19 comporte un corps de griffe 22. Un corps de griffe 22 s'étend donc dans une direction axiale, le long d'un axe central Y du corps de griffe sensiblement parallèle à l'axe X, à partir du flasque 18 jusqu'à une extrémité libre 23 correspondante du corps de griffe 22.
Le corps de griffe 22 présente respectivement une surface radiale externe 24 en regard du stator 5 et une surface radiale interne 25 en regard du noyau 20, lesdites surfaces 24, 25 étant opposée radialement et s'étendant sensiblement axialement. De plus, le corps de griffe 22 présente une première surface latérale 26 et une seconde surface latérale 27 s'étendant, radialement, entre les surfaces radiales interne et externe 24, 25 et, axialement, entre le flasque 18 et l'extrémité libre 23. Lesdites première et seconde surfaces latérales 26, 27 sont opposées par rapport à une direction ortho-radiale de l'axe X. La griffe présente une forme trapézoïdale au sens où elle définit deux bases, correspondant respectivement à l'extrémité libre 23 et à l'autre extrémité axiale agencée au niveau du flasque 18, et deux côtés inclus respectivement dans les deux surfaces latérales 26, 27.
En outre dans cet exemple, le flasque 18 présente une surface chanfreinée 28 en regard du stator. La surface radiale externe 24 est contigue à ladite surface chanfreinée 28.
Le rotor 4 peut comprendre un élément magnétique 29 inséré dans un espace inter-griffe du rotor 4. De préférence, comme illustré sur la figure 4, le rotor 4 comprend plusieurs éléments magnétique 29 insérés respectivement dans les espaces inter-griffe. Notamment, le rotor 4 peut comprendre un élément magnétique pour chaque espace inter-griffe. En variante, le rotor 4 peut comprendre, de manière alternative, des espaces inter-griffe comportant un élément magnétique 29 et des espaces inter- griffe vide. L'élément magnétique 29 est, par exemple, agencé entre deux surfaces latérales de deux corps de griffe respectifs de deux roues polaires distinctes. Dans un exemple de réalisation, l'élément magnétique
29 est un aimant permanent par exemple formé de terre rare ou de ferrite.
Une griffe 19 qui est destinée à recevoir un élément magnétique 29 comporte, en outre, une lèvre de maintien 30 dudit élément magnétique. Ainsi, l'élément magnétique 29 est maintenu par deux lèvres de maintien
30 respectives des deux griffes 19 adjacentes de deux roues polaires 17 distinctes. Chaque lèvre de maintien 30 d'une griffe 19 est donc agencée de manière contigue au corps de griffe 22 et en regard d'une autre griffe adjacente de l'autre roue polaire. De plus, une lèvre de maintien 30 est agencée de manière à recouvrir une partie d'une surface radiale externe de l'élément magnétique 29 maintenu.
De plus, le corps de griffe 22 présente une longueur de griffe A définie entre le flasque 18 et son extrémité libre 23. Plus précisément, la longueur de griffe A correspond à la longueur axiale de la surface radiale externe 24.
La lèvre de maintien 30 s'étend, axialement, entre une première extrémité axiale 31 et une seconde extrémité axiale 32. Ainsi, la lèvre de maintien 30 présente une longueur de lèvre B définie axialement entre ses deux extrémités axiales 31 , 32. En outre, la longueur de lèvre B est inférieure à la longueur de griffe A. En d'autres termes, la lèvre de maintien 30 ne s'étend pas sur la totalité de la longueur du corps de griffe 22 ni sur la totalité de la longueur axiale de l'élément magnétique 29 maintenu. Ainsi l'élément magnétique 29 est maintenu en position seulement sur une partie de sa longueur.
De préférence, la lèvre de maintien 30 s'étend axialement à partir du flasque 18. Ainsi, la seconde extrémité axiale 32 de ladite lèvre est en contact avec le flasque 18. Toujours de préférence, la lèvre de maintien 30 est agencée de manière contigue à la surface radiale externe 24. Plus précisément, la lèvre de maintien 30 est agencée sur une des surfaces latérales 26, 27 au niveau de la surface radiale externe et en regard du stator 5.
En outre, la lèvre de maintien 30 s'étend, dans un plan perpendiculaire à l'axe X, selon une direction ortho-radiale. Ainsi, la lèvre de maintien 30 présente une première extrémité latérale en contact avec le corps de griffe 22 et une seconde extrémité latérale 33, opposée dans une direction ortho-radiale à ladite première extrémité latérale. Cette seconde extrémité latérale 33 est en regard de la griffe 19 adjacente. De préférence, la seconde extrémité latérale 33 s'étend le long d'une droite.
Préférentiellement, la partie de la surface latérale 26, 27, située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre B, forme, avec la surface de la lèvre de maintien 30 situé à sa première extrémité axiale 31 , un angle a compris entre 80° et 160°, et notamment compris entre 90° et 160°. En particulier, l'angle a est compris entre 120° et 150° et par exemple de l'ordre de 140°. Sur l'exemple de la figure 2, l'angle a est égal à 135°.
Une surface latérale de la griffe 19, formée par la partie de la surface latérale 26, 27, située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre B et la surface de la lèvre de maintien 30 situé à sa première extrémité axiale 31 , est une surface non linéaire c'est-à-dire qui ne s'étend pas le long d'une droite.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, la griffe 19 comporte une partie chanfreinée 34 qui s'étend axialement, dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe X, le long d'une surface radiale externe de la lèvre de maintien 30 et de préférence sur toute la surface radiale externe de ladite lèvre. Comme représenté sur la figure 6, cette partie chanfreinée 34 peut également s'étendre axialement sur une partie de la surface radiale externe 24 du corps de griffe 22. En variante, la griffe peut ne pas comporter de partie chanfreinée 34. De préférence, le corps de griffe 22 vient de matière avec la lèvre de maintien 30 associée. La griffe 19 est donc monobloc. Toujours de préférence, la roue polaire 17 est monobloc.
Dans l'exemple de réalisation représenté ici, la griffe 19 d'une roue polaire 17 comporte deux lèvres de maintien 30 respectivement agencées en regard de deux griffes consécutives de l'autre roue polaire. La griffe 19 est donc en contact avec deux éléments magnétiques 29 distincts maintenus, respectivement, par les lèvres de maintien 30. Cette griffe 19 peut alors présenter une unique partie chanfreinée 34 ou deux parties chanfreinées 34 ou encore ne pas comprendre de partie chanfreinée 34. Dans le cas d'une unique partie chanfreinée, cette dernière est, par exemple, associée à une seule des deux lèvres de maintien 30, dans le sens où la partie chanfreinée et la lèvre de maintien 30 sont disposées au niveau du même côté de la griffe, par rapport à l'axe Y. Dans le cas où il y a deux parties chanfreinées, ces dernières sont, par exemple, associées aux deux lèvres de maintien 30 respectives. En outre, les lèvres de maintien 30 d'une même griffe 19 peuvent, ou non, présenter des longueurs de lèvres B égales.
De préférence, toutes les griffes 19 d'une roue polaire et/ou de l'autre roue polaire présente au moins une lèvre de maintien 30. Notamment, toutes les griffes 19 d'une roue polaire et/ou de l'autre roue polaire présente deux lèvres de maintien 30.
De plus, dans l'exemple représenté sur les figures, les lèvres de maintien 30 d'un même élément magnétique 29 sont en regard l'une de l'autre et s'étendent suivant une même direction, c'est-à-dire suivant deux droites respectives qui sont parallèles. De même, ici, les lèvres de maintien 30 d'une même griffe 19 s'étendent suivant des directions qui sont symétriques par rapport à l'axe central Y.
On va maintenant décrire différents exemples de réalisation du rotor. La figure 4 illustre un premier exemple de rotor 4 où un ratio de la longueur de lèvre B sur la longueur de griffe A est compris entre 0.70 et 0.95. En particulier dans la figure 4, la longueur de lèvre B est égale à 0.80 fois la longueur de griffe A. Un tel exemple de réalisation présente l'avantage d'augmenter la distance inter-griffe et ainsi de réduire les fuites de flux magnétique tout en garantissant une bonne forgeabilité des lèvres de maintien.
La figure 5 illustre un deuxième exemple de rotor 4 où le ratio de la longueur de lèvre B sur la longueur de griffe A est compris entre 0.40 et 0.70. En particulier dans la figure 5, la longueur de lèvre B est égale à la moitié de la longueur de griffe A. Un tel exemple de réalisation présente l'avantage d'augmenter un peu plus la distance inter-griffe, par rapport à l'exemple de la figure 4, et ainsi de réduire un peu plus les fuites de flux magnétique.
La figure 6 illustre un troisième exemple de rotor 4 où le ratio de la longueur de lèvre B sur la longueur de griffe A est compris entre 0.05 et 0.40. En particulier dans la figure 6, la longueur de lèvre B est égale à 0.20 fois la longueur de griffe A. Un tel exemple de réalisation présente l'avantage d'augmenter encore plus la distance inter-griffe, par rapport à l'exemple de la figure 5, et ainsi de réduire encre plus les fuites de flux magnétique et permet également une réduction importante de la quantité de matière utilisée pour la formation desdites lèvres et donc de coût.
Ainsi, dans les exemples représentés sur les figures 4, 5 et 6, la longueur de lèvre B d'une lèvre de maintien 30a d'une griffe 19a d'une roue polaire 17a est égale à la longueur de lèvre B d'une autre lèvre de maintien 30b d'une griffe 19b adjacente de l'autre roue polaire 17b, lesdites deux lèvres de maintien 30a, 30b étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique 29. Dans ces exemples, les roues polaires 17a, 17b sont symétriques.
La figure 7 illustre un quatrième exemple de rotor 4 où le ratio de la longueur de lèvre B des lèvres de maintien 30a d'une première roue polaire 17a sur la longueur de griffe A est compris entre 0.05 et 0.40 et où le ratio de la longueur de lèvre B des lèvres de maintien 30b d'une seconde roue polaire 17b sur la longueur de griffe A est compris entre 0.70 et 0.95. En particulier dans la figure 7, la longueur de lèvre B des lèvres de maintien 30a est égale à 0.75 fois la longueur de griffe A et la longueur de lèvre B des lèvres de maintien 30b est égale à 0.25 fois la longueur de griffe A.
Ainsi, dans l'exemple représenté sur la figure 7, la longueur de lèvre B d'une lèvre de maintien 30b est supérieure à la longueur de lèvre B d'une autre lèvre de maintien 30a, lesdites deux lèvres de maintien 30a, 30b étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique 29. Dans cet exemple, les roues polaires sont dissymétriques.
La présente invention concerne, en outre, un procédé de fabrication 100 du rotor 4.
Ce procédé 100 comporte une étape de réalisation 101 d'une première roue polaire ainsi qu'une étape de réalisation 102 d'une seconde roue polaire. Ces étapes 101 , 102 peuvent être réalisées en simultané. Chaque étape 101 , 102 de réalisation d'une roue polaire 17 peut être subdivisée en une première étape de formation du flasque 18 et une deuxième étape de formation des corps de griffe 22. De préférence, les roues polaires 17 sont réalisées par forgeage.
Le procédé 100 comporte, en outre, une étape de formation 103, dans au moins une griffe 19 d'une première roue polaire, d'au moins une lèvre de maintien 30 et une étape de formation 104, dans au moins une griffe 19 d'une seconde roue polaire, d'au moins une lèvre de maintien 30. L'étape 103 et/ou l'étape 104 est réalisée de telle sorte qu'au moins une des lèvres de maintien 30 s'étende axialement sur une longueur de lèvre B, cette longueur de lèvre étant inférieure à la longueur de griffe A.
Chaque étape 103, 104 peut comporter une étape de forgeage qui est réalisée de manière simultanée avec l'étape 101 , 102 de réalisation de la roue polaire 17 correspondante. Notamment, les étapes 103, 104 peuvent alors être réalisées de manière simultanée avec l'étape de formation des corps de griffe 22. La lèvre de maintien 30 est alors forgée de manière à présenter directement la longueur de lèvre B souhaitée.
En variante, chaque étape 103, 104 peut comporter une étape de forgeage, réalisée de manière simultanée avec l'étape 101 , 102 de réalisation de la roue polaire 17 correspondante, puis une étape d'usinage adaptée pour usiner la lèvre de maintien 30 pour qu'elle ait une longueur de lèvre B souhaitée.
Enfin, le procédé 100 comporte une étape de montage 105 des deux roues polaires 17 et d'au moins un élément magnétique 29. Les deux roues polaires sont montées de telle sorte que chaque griffe d'une roue polaire s'étende vers l'autre roue polaire en étant agencée entre l'espace existant entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire. L'élément magnétique 29 est monté de telle sorte qu'il soit agencé entre deux griffes 19 adjacentes de deux roues polaires 17 distinctes et maintenu par une lèvre de maintien 30 de chacune desdites deux griffes 19 adjacentes. Les éléments magnétiques 29 sont insérés dans l'espace inter-griffe et sont uniquement maintenus par les lèvres de maintien 30.
La présente invention concerne, en outre, une machine électrique tournante 1 , telle qu'un alternateur ou une machine réversible, comportant un rotor 4 tel que précédemment décrit.
La présente invention permet d'agrandir la distance, dans une direction ortho-radiale, entre les griffes en réduisant la longueur axiale des lèvres de maintien tout en garantissant une bonne tenue mécanique, spécialement en centrifugation lorsque le rotor est en rotation, des éléments magnétiques.
La présente invention permet donc de réduire les fuites de flux magnétique entre les griffes tout en proposant une solution qui soit fiable et qui permette de ne pas changer radicalement le design actuel des roues polaires, tout en conservant des performances optimales du rotor. Ainsi, les performances magnétiques de la machine électrique tournante sont améliorées.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des rotors pour alternateur ou machine réversible mais elle pourrait également s'appliquer à tout type de machine tournante.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Rotor pour machine électrique tournante de véhicule automobile, monté rotatif autour d'un axe (X) et comportant au moins un élément magnétique (29) et une paire de roues polaires (17) comportant chacune :
- un flasque (18),
- une pluralité de griffes (19) s'étendant axialement à partir dudit flasque (18), comportant un corps de griffe (22) présentant une longueur de griffe (A) définie entre le flasque (18) et une extrémité libre (23) dudit corps de griffe et comportant au moins une lèvre de maintien (30) d'un élément magnétique (29) agencée de manière contigue audit corps de griffe et en regard d'une griffe adjacente de l'autre roue polaire,
lesdites paires de roues polaires (17) étant montées de telle sorte que chaque griffe d'une roue polaire s'étende vers l'autre roue polaire en étant agencée entre l'espace existant entre deux griffes consécutives de l'autre roue polaire,
ledit élément magnétique (29) étant agencé entre deux griffes (19) adjacentes de deux roues polaires (17) distinctes et maintenu par deux lèvres de maintien (30) respectives des deux griffes adjacentes,
caractérisé en ce qu'au moins une lèvre de maintien (30) de l'élément magnétique (29) s'étend axialement sur une longueur dite longueur de lèvre (B), ladite longueur de lèvre (B) étant inférieure à ladite longueur de griffe (A) et en ce que la partie de la surface latérale (26, 27), située à une distance axiale supérieure à la longueur de lèvre (B), forme, avec la surface de la lèvre de maintien (30) situé à sa première extrémité axiale (31 ), un angle (a) compris entre 80° et 160°.
2. Rotor selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'angle (a) compris entre 120° et 150°.
3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lèvre de maintien (30) s'étend à partir du flasque (18).
4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la lèvre de maintien (30) est agencée de manière contigue à une surface radiale externe (24) du corps de griffe (22) et s'étend, dans un plan perpendiculaire à l'axe (X), selon une direction ortho-radiale.
5. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la lèvre de maintien (30) présente une extrémité latérale (33) en regard de la griffe (19) adjacente qui s'étend le long d'une droite.
6. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la griffe (19) comporte, sur une surface radiale externe (24) dans un plan de coupe perpendiculaire à l'axe (X), au moins une partie chanfreinée (34), ladite partie chanfreinée (34) s'étendant axialement au moins sur une partie de la lèvre de maintien (30).
7. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur de lèvre (B) d'une lèvre de maintien (30a) d'une griffe (19a) est égale à la longueur de lèvre (B) d'une autre lèvre de maintien (30b) d'une griffe (19b) adjacente de l'autre roue polaire, lesdites deux lèvres de maintien étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique (29).
8. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la longueur de lèvre (B) d'une lèvre de maintien (30b) d'une griffe (19b) est supérieure à la longueur de lèvre (B) d'une autre lèvre de maintien (30a) d'une griffe (19a) adjacente de l'autre roue polaire, lesdites deux lèvres de maintien étant agencées de manière à maintenir le même élément magnétique (29).
9. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps de griffe (22) vient de matière avec la lèvre de maintien (30) associée.
10. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la griffe (19) comporte deux lèvres de maintien (30) respectivement agencées en regard de deux griffes distinctes de l'autre roue polaire.
1 1 . Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que toutes les griffes (19) d'une roue polaire et/ou de l'autre roue polaire présente au moins une lèvre de maintien (30).
12. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l'élément magnétique (29) est un aimant permanent.
13. Machine électrique tournante pour véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
14. Machine électrique tournante selon la revendication 13, formant un alternateur ou une machine réversible.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2793085A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-03 Valeo Equip Electr Moteur Alternateur pour vehicule automobile a aimants interpolaires
US20070278895A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-06 Denso Corporation Rotor of a vehicular AC generator
JP2010035251A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Denso Corp 車両用回転電機
DE102008056367A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-12 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Polradscheibe für eine Elektromaschine und Verfahren zu deren Herstellung
EP2509197A1 (fr) * 2009-12-04 2012-10-10 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Machine électrique rotative pour véhicule

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2793085A1 (fr) * 1999-04-30 2000-11-03 Valeo Equip Electr Moteur Alternateur pour vehicule automobile a aimants interpolaires
US20070278895A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-06 Denso Corporation Rotor of a vehicular AC generator
JP2010035251A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Denso Corp 車両用回転電機
DE102008056367A1 (de) * 2008-11-07 2010-05-12 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Polradscheibe für eine Elektromaschine und Verfahren zu deren Herstellung
EP2509197A1 (fr) * 2009-12-04 2012-10-10 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Machine électrique rotative pour véhicule

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