FR3131990A1 - Rotor de machine électrique tournante comprenant des conducteurs de section libre - Google Patents

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Xavier LONGERE
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Abstract

Rotor (1) de machine électrique tournante, comprenant un corps (2) présentant deux surface latérales opposées et une surface de révolution, deux bagues de court-circuit (5a,5b) disposées au contact de chaque surface latérale du corps (2) et des conducteurs (3) disposés dans des encoches (2a) ménagées sur la surface de révolution du corps (2) et reliés chacun aux bagues de court-circuit (5a,5b), caractérisé par le fait que chaque conducteur (3) comprend au moins un épaulement aligné avec une surface latérale du corps (2). Figure pour l’abrégé : Fig 1

Description

Rotor de machine électrique tournante comprenant des conducteurs de section libre
L’invention a pour domaine technique les machines électriques tournantes et plus particulièrement l’assemblage des composants d’un rotor d’une telle machine.
Techniques antérieures
Une machine électrique tournante comprend un stator et un rotor muni d’un corps, dans lequel sont disposées des barres conductrices connectées à leurs extrémités à des anneaux de court-circuit.
De l’état de la technique, on connait le document FR 3088152 décrivant une machine tournante électrique et un procédé de fabrication correspondant, et le document FR3029895 décrivant un ventilateur pour aéronef, à base de machine tournante électrique.
Dans la fabrication d’un rotor, on attend une liaison mécanique et électrique entre pièces de l’assemblage des barres et des anneaux de court-circuit.
Dans l’état de la technique antérieure, les anneaux de court-circuit sont munis de percements pour l’accostage des barres conductrices. Les perçages les plus simples à mettre en œuvre dans les anneaux de court-circuit sont classiquement de forme circulaire.
Afin de faciliter la fabrication, les barres conductrices sont de section identique sur la totalité de leur longueur, habituellement de section circulaire.
L’assemblage des rotors comprenant de telles barres conductrices et de tels anneaux de court-circuit expose à des défauts de qualité de la liaison entre les barres et les anneaux de court-circuit. En effet, lors de l’assemblage des barres conductrices et des anneaux de court-circuit de la matière peut migrer entre les barres conductrices et le corps du rotor. De telles migrations peuvent perturber le flux magnétique dans le rotor. Dans le cas particulier d’un assemblage brasé, la brasure migre le long des barres.
Le fait d’employer des barres de section autres que circulaires (carrée, ou quelconques) accentue les problèmes de qualité de liaison entre les barres et les anneaux de court-circuit décrits-ci-dessus.
Afin d’éviter l’amplification des problèmes de liaison, une adaptation des perçages des anneaux de court-circuit vers la forme des barres conductrices est très complexe. Cela implique en effet de réaliser des perçages de section autre que circulaire.
Les problèmes de qualité de liaison entre les barres et les anneaux de court-circuit impactent directement la performance de la machine électrique tournante.
L’objet de l’invention est de résoudre ces problèmes, notamment maitriser la migration de matière lors de l’assemblage et rendre possible l’utilisation de barres conductrices à section autre que la section circulaire tout en évitant l’amplification des problèmes de migration de matière tout en restant dans des couts contenus.
L’invention a pour objet un rotor de machine électrique tournante, comprenant un corps présentant deux surfaces latérales opposées et une surface de révolution, deux bagues de court-circuit disposées au contact de chaque surface latérale du corps et des conducteurs disposés dans des encoches ménagées sur la surface de révolution du corps et reliés chacun aux bagues de court-circuit. Chaque conducteur comprend au moins un épaulement aligné avec une surface latérale du corps.
Un conducteur peut comprendre une partie de cœur présentant une première section et au moins une partie d’extrémité présentant une deuxième section, la partie de cœur et la au moins une partie d’extrémité étant séparées par un épaulement, la première section correspondant à la section de la partie de cœur présentant une superficie supérieure à la deuxième section correspondant à la section de la au moins une partie d’extrémité.
La section des encoches du corps peut correspondre à la première section.
La première section et la deuxième section peuvent présenter la même forme.
La première section et la deuxième section peuvent présenter une forme différente.
La section peut être circulaire.
La section peut être notamment choisie parmi une section, carrée, triangulaire, polygonale, ovoïde ou elliptique. Il apparait ainsi que la section peut ne pas être circulaire.
Le conducteur peut être relié à une des bagues de court-circuit par brasage, frettage, montage en force ou soudage.
Un autre objet de l’invention est une machine électrique comprenant un rotor tel que décrit ci-dessus.
Un autre objet de l’invention est un ventilateur pour aéronef muni d’une machine électrique tournante ou d’un un rotor tels que décrits ci-dessus.
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La illustre un rotor de machine électrique selon l’invention,
- La illustre un conducteur d’un rotor selon un premier mode de réalisation,
- La illustre une vue en coupe d’un conducteur après brasage dans une bague de court-circuit, et
- La illustre un conducteur d’un rotor selon un deuxième mode de réalisation.
 Description détaillée
Le rotor pour machine tournante électrique selon l’invention, illustré par la , comprend un corps 2, une pluralité de conducteurs 3, connectés aux joues conductrices 4a,4b et bagues de court-circuit 5a,5b.
Le corps 2 présente une forme cylindrique formée par deux surfaces latérales et une surface de révolution s’étendant entre les deux surfaces latérales. Le corps 2 est muni d’une pluralité d’encoches 2a réparties sur sa surface latérale, dans chacune desquelles est disposé un conducteur 3.
Le rotor 1 de machine tournante électrique présente la spécificité de disposer de conducteurs 3 présentant un épaulement 3a disposé entre une partie 3b de corps et des parties 3c d’extrémités, tels qu’illustrés par la .
L’épaulement 3a permet d’avoir recours à des conducteurs 3 présentant une section de la partie de cœur 3b différente d’une section circulaire afin d’augmenter la densité de puissance circulant dans chaque conducteur, tout en maintenant la facilité de réalisation et d’assemblage des parties d’extrémité à section circulaire. De tels conducteurs 3 à section de la partie de cœur 3b différente d’une section circulaire permettent une optimisation du flux magnétique dans le rotor. On notera que les encoches 2a présentent la même section que la partie de cœur 3b des conducteurs.
L’épaulement 3a a également pour effet d’empêcher les infiltrations de matière (brasure par exemple) entre les conducteurs 3 et le corps 2 au niveau des encoches 2a, notamment lors du brasage des bagues de court-circuit 5a,5b sur les conducteurs 3. La est une vue en coupe d’une partie d’extrémité 3c d’un conducteur 3 après brasage dans une bague de court-circuit 5a. La zone de brasage 6 s’étend bien jusqu’à l’épaulement 3a de la barre conductrice 3 et ne s’étend pas entre le corps 2 et le conducteur 3. Il est à noter que la joue conductrice 4a comprend un percement de même forme et taille que l’encoche 2a et que la partie de cœur 3b de la barre conductrice de sorte que l’épaulement 3a de la barre conductrice 3 soit au contact de la bague de court-circuit 5a. Une telle protection est également applicable à d’autres méthodes d’assemblage, notamment le frettage et la soudure. Il est également à noter que la a été illustrée en considérant une partie d’extrémité 3c disposée dans une bague de court-circuit 5a et une joue conductrice 4a. Il en serait de même si l’on considérait une autre bague de court-circuit 5b et une autre joue conductrice 4b.
Les parties 3c d’extrémités des conducteurs présentent des sections circulaires, facilitant leur réalisation, la réalisation des ouvertures correspondantes dans les bagues de court-circuit 5a,5b, ainsi que leur assemblage. Néanmoins, d’autres formes de section peuvent être envisagées, telles que triangulaire, prismatique ou encore ovoïde.
Bien que le rotor 1 selon l’invention soit décrit ci-dessus comme impliquant un assemblage par brasage, d’autres méthodes d’assemblage peuvent être envisagées, telles que le frettage, le montage en force ou le soudage.
Dans un mode de réalisation, les conducteurs 3 sont réalisés en cuivre (A1). D’autres matériaux peuvent être considérés.
Dans un mode de réalisation particulier, la partie de cœur 3b du conducteur présente un seul épaulement 3a et une seule partie d’extrémité 3c. L’extrémité 3d de la partie de cœur 3b directement opposée à la partie d’extrémité 3c est alors connectée à une bague de court-circuit 5. La illustre un tel mode de réalisation.

Claims (10)

  1. Rotor (1) de machine électrique tournante, comprenant un corps (2) présentant deux surfaces latérales opposées et une surface de révolution, deux bagues de court-circuit (5a,5b) disposées au contact de chaque surface latérale du corps (2) et des conducteurs (3) disposés dans des encoches (2a) ménagées sur la surface de révolution du corps (2) et reliés chacun aux bagues de court-circuit (5a,5b), caractérisé par le fait que chaque conducteur (3) comprend au moins un épaulement (3a) aligné avec une surface latérale du corps (2).
  2. Rotor selon la revendication 1, dans lequel un conducteur (3) comprend une partie de cœur (3b) présentant une première section et au moins une partie d’extrémité (3c) présentant une deuxième section, la partie de cœur (3b) et la au moins une partie d’extrémité (3c) étant séparées par un épaulement (3a), la première section correspondant à la section de la partie de cœur (3b) présentant une superficie supérieure à la deuxième section correspondant à la section de la au moins une partie d’extrémité (3c).
  3. Rotor selon la revendication 2, dans lequel la section des encoches (2a) du corps (2) correspond à la première section.
  4. Rotor selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la première section et la deuxième section présentent la même forme.
  5. Rotor selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la première section et la deuxième section présentent une forme différente.
  6. Rotor selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la section est circulaire.
  7. Rotor selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la section est choisie parmi une section carrée, triangulaire, polygonale, ovoïde ou elliptique.
  8. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le conducteur (3) est relié à au moins une des bagues de court-circuit (5a,5b) par brasage, frettage, montage en force ou soudage.
  9. Machine électrique comprenant un rotor (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Ventilateur pour aéronef, comprenant une machine électrique selon la revendication 9 ou un rotor (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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