FR3143904A1 - Rotor de machine électrique tournante et machine électrique tournante correspondante - Google Patents

Abstract

Rotor de machine électrique tournante et machine électrique tournante correspondante L’invention concerne un rotor de machine électrique tournante comportant un arbre de rotor s’étendant selon un axe de rotation (X) du rotor, un corps de rotor (3) comportant une pluralité de tôles présentant chacune au moins un logement (13) s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation (X), les tôles étant empilées coaxialement autour de l’arbre de rotor, au moins un aimant (11) permanent reçu dans le logement (13) formé dans les tôles, les tôles comportant en outre au moins un organe de maintien (15) de l’aimant (11) dans le logement (13). L’invention concerne aussi une machine électrique tournante comportant un tel rotor. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 

Description

Rotor de machine électrique tournante et machine électrique tournante correspondante

La présente invention concerne les machines électriques tournantes. Plus précisément, l’invention concerne des machines tournantes mettant en œuvre des aimants permanents intégrés au rotor ou au stator de la machine. L’invention concerne plus particulièrement un rotor pour de telles machines électriques tournantes.

Arrière-plan technique

Une machine électrique tournante peut être sous la forme d’un alternateur, d’un moteur électrique, ou d’une machine réversible pouvant fonctionner dans les deux modes. De façon connue en soi, les machines électriques tournantes comportent un stator et un rotor solidaire d’un arbre. Le rotor peut être solidaire d’un arbre menant et/ou mené.

Le stator est généralement monté dans un carter configuré pour porter à rotation l’arbre sur des paliers par l’intermédiaire de roulements. Le stator peut comporter un corps de stator constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est généralement pourvue d’encoches ouvertes vers l’intérieur pour recevoir un bobinage. Le bobinage comporte par exemple des enroulements polyphasés dont les sorties sont reliées à un pont redresseur.

Par ailleurs, le rotor peut comporter un corps de rotor formé par au moins un paquet de tôles, par exemple dans un matériau magnétique, notamment en acier, ainsi que des pôles formés par une pluralité d’aimants permanents reçus dans des logements définis dans le corps de rotor. Les aimants peuvent être de différentes matières, notamment ferrites, terres rares.

Compte tenu des tolérances de fabrication des différentes pièces, il est possible que les aimants soient mal plaqués à l’intérieur des logements. Cela est susceptible d’engendrer la détérioration des aimants du fait des chocs entre les aimants et les faces internes des logements lors du fonctionnement de la machine, ou du fait des chocs entre deux aimants entre eux lors du fonctionnement de la machine. Il existe également un risque lié à la perte d’équilibrage, qui peut engendrer une augmentation du bruit, de vibrations, et peut détériorer la machine.

Les aimants peuvent être de différentes dimensions, ce qui peut complexifier leur insertion et leur maintien en position dans les logements formés dans les tôles.

Un disque peut être mis en place à chaque extrémité axiale du corps de rotor et permettent de fermer chacun une extrémité des logements. Ces disques peuvent en outre assurer un équilibrage du rotor. L’équilibrage peut être effectué par ajout ou retrait de matière.

Selon une solution connue, un mélange de résine ou vernis et d’un durcisseur est injecté dans le corps du rotor via des évents prévus à cet effet, notamment au niveau des disques d’équilibrage, et vient s’écouler entre les aimants pour les maintenir en position après un temps de polymérisation. Le vernis peut enrober l’aimant dans sa totalité ou partiellement afin de le maintenir mécaniquement.

Cependant, il a été constaté une certaine fragilité du paquet de tôles à haute vitesse liée à la force centrifuge.

Également, une telle solution avec l’injection de résine ou de vernis, nécessite d’ajouter des formes spécifiques d’évents sur les outillages de conception ainsi que la découpe de formes spécifiques dans le paquet de tôles, permettant l’injection du vernis et/ou l’usinage des disques d’équilibrage. Ceci engendre des surcoûts pour les outillages de découpe et peut engendrer des pertes magnétiques sur le circuit du rotor, ainsi qu’une fragilité mécanique des disques d’équilibrage.

De plus, cette solution nécessite l’utilisation de deux entités chimiques : vernis et durcisseur, et donc induit une pollution environnementale. Cette solution nécessite également l’utilisation entre autres d’un système hydraulique, d’un four de polymérisation, ce qui engendre des coûts associés à la mise en œuvre et à la maintenance, une pollution des machines avec les fluides, et requiert des connaissances techniques particulières. Enfin, cette solution limite la répétabilité la position des aimants.

L’invention a pour objectif de trouver une solution de maintien des aimants dans leurs logements, aussi bien lorsque le rotor est à l’arrêt qu’en rotation. L’invention a aussi pour objectif de trouver une solution applicable de façon standard permettant d’accroître la répétabilité de la position des aimants. Un autre objet de l’invention est de permettre de diminuer, voire de supprimer, les fuites de flux magnétiques et d’optimiser les performances électromagnétiques de la machine.

À cet effet, l’invention a pour objet un rotor de machine électrique tournante comportant un arbre de rotor s’étendant selon un axe de rotation du rotor, un corps de rotor comportant une pluralité de tôles présentant chacune au moins un logement s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation, les tôles étant empilées coaxialement autour de l’arbre de rotor, et au moins un aimant permanent reçu dans le logement formé dans les tôles.

Selon l’invention, les tôles comportent en outre au moins un organe de maintien de l’aimant dans le logement.

Il s’agit notamment d’un organe de maintien mécanique.

Une telle solution permet de retenir l’aimant ou les aimants dans les logements définis dans les tôles en s’affranchissant de l’utilisation de produits chimiques, tels que vernis ou résine et durcisseur, ce qui permet de simplifier l’outillage et de réduire leurs coûts ainsi que de minimiser l’impact polluant. De plus, le rotor et plus spécifiquement les aimants peuvent être recyclés plus facilement s’ils ne sont pas pollués par de tels produits chimiques. Il est en outre possible de supprimer les éventuelles formes ou évents pour l’injection de vernis, ce qui permet d’améliorer le champ magnétique.

Enfin la répétabilité de la position des aimants est accrue et la tenue mécanique du paquet de tôles est améliorée.

Le rotor peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.

Les tôles sont par exemple de forme annulaire et présentent un diamètre intérieur et un diamètre extérieur.

Selon un mode de réalisation, le rotor comporte une pluralité d’aimants permanents reçus dans des logements respectifs formés dans les tôles, de sorte que deux aimants consécutifs présentent des faces d’extrémité convergentes l’une vers l’autre.

Les aimants peuvent être agencés en miroir selon un plan axial passant entre les aimants.

Les aimants sont par exemple disposés en formant des « V » ou une double série de « V ».

Les faces convergentes sont alternativement des faces internes du côté de l’arbre de rotor ou du diamètre intérieur et des faces externes du côté du diamètre extérieur des tôles.

Le rotor peut comporter au moins un organe de maintien pour chaque aimant.

En variante, le rotor peut comporter au moins un organe de maintien commun pour au moins deux aimants.

L’organe de maintien peut être réalisé par une pièce rapportée agencée dans le logement en contact mécanique avec une face d’extrémité interne d’au moins un aimant, la face d’extrémité interne étant disposée du côté de l’arbre de rotor.

L’organe ou les organes de maintien rapportés permettent de retenir l’aimant ou les aimants dans les logements définis dans les tôles, de façon à contrer l’effet magnétique qui attire les aimants vers le diamètre intérieur.

Les aimants présentent par exemple une forme parallélépipédique. L’organe de maintien peut être agencé contre une petite face d’au moins un aimant.

Différentes variantes de positionnement de l’organe de maintien par rapport à l’aimant peuvent être envisagées. L’organe de maintien peut être sensiblement au centre de la petite face, ou au niveau d’un coin de la petite face de l’aimant.

L’organe de maintien peut être choisi parmi une goupille, une goupille cylindrique, une goupille pleine, une goupille élastique, une goupille fendue, une goupille à tête, une vis, une broche.

L’organe de maintien est par exemple réalisé en un matériau métallique ou en plastique.

Les logements sont par exemple traversants d’une face à l’autre d’une tôle. L’organe de maintien monté dans un logement peut traverser un nombre prédéfini de tôles. Par exemple, l’organe de maintien peut traverser le paquet de tôles entier. Il est aussi envisageable d’emmancher un organe de maintien par chaque face axiale du paquet de tôles.

Selon un mode de réalisation, le rotor comporte deux disques agencés axialement de part et d’autre du corps de rotor. Les disques sont maintenus par au moins un organe de fixation monté en force dans des trous de fixation associés ménagés dans les disques et la pluralité de tôles. Les tôles présentent des parois délimitant le logement, déformées élastiquement sous l’effet du montage en force, de manière à retenir l’aimant dans le logement.

Les trous de fixations sont de plus petites dimensions, par exemple de plus petit diamètre, que l’organe de fixation de façon à permettre le montage en force.

Les trous de fixation peuvent être ménagés dans les tôles du côté de l’arbre de rotor ou du diamètre intérieur.

Lorsqu’il y a une pluralité d’aimants, les trous de fixation peuvent être ménagés entre deux logements du côté de l’arbre de rotor de façon à être à l’opposé de deux faces convergentes des aimants.

Selon un exemple de réalisation, les trous de fixation présentent un nombre prédéfini de décrochements.

Les décrochements sont avantageusement opposés aux zones à déformer. Les décrochements peuvent être placés de sorte que la déformation soit concentrée vers les aimants, lors de l’insertion de l’organe de fixation dans le trou de fixation.

Les décrochements peuvent être ménagés de sorte que le trou de fixation présente au moins trois zones de contact avec l’organe de fixation, et de sorte qu’au moins deux zones de contact soient orientées vers les aimants.

Au moins trois décrochements peuvent par exemple être prévus de sorte que le trou de fixation présente au moins trois zones de contact avec l’organe de fixation.

À titre d’exemple, les trous de fixation présentent trois décrochements décalés angulairement de 120°. Selon un autre exemple, les trous de fixation présentent quatre décrochements.

Les trous de fixations peuvent être de forme cylindrique, ou triangulaire par exemple, ou encore rectangulaire.

Les décrochements peuvent être sous formes de lobes, ou de fentes rectangulaires, ou encore de fentes triangulaires ou en pointe ou en dent.

L’invention concerne également une machine électrique tournante comportant un rotor tel que défini précédemment. La machine tournante comporte en outre un stator qui peut être disposé autour du rotor.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

montre un exemple de réalisation d’un rotor pour une machine tournante électrique.

est une vue en perspective d’un corps du rotor de la .

est une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’une goupille retenant un aimant dans un logement du corps de rotor.

est une représentation schématique d’un autre exemple de réalisation d’une goupille à tête retenant un aimant dans un logement du corps de rotor.

est une vue schématique d’une portion du corps de rotor montrant un organe de maintien commun pour deux aimants dans des logements communiquant du corps de rotor.

est une vue schématique d’une portion du corps de rotor montrant des logements pour recevoir les aimants et un trou de fixation destiné à recevoir un organe de fixation monté en force.

montre la portion du corps de rotor avec l’organe fixation monté en force dans le trou de fixation.

est une vue schématique d’une portion du corps de rotor montrant un trou de fixation selon un autre exemple de réalisation.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent uniquement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente invention. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.

Description détaillée

L’invention concerne une machine électrique tournante, nommé par la suite machine. Cette machine peut être un moteur électrique ou peut être apte à fonctionner en mode alternateur, ou peut être une machine électrique de type réversible.

La machine comporte un rotor 1 dont un mode de réalisation est représenté sur la et un stator (non représenté). Le rotor 1 peut être disposé à l’intérieur du stator non représenté, qui comporte par exemple un bobinage concentré ou réparti. Ce stator permet de générer un champ magnétique tournant permettant d’entraîner le rotor en rotation, dans le cadre d’un moteur synchrone, et dans le cas d’un alternateur, la rotation du rotor induit une force électromotrice dans les bobinages du stator.

L’invention concerne plus précisément le rotor 1. Le rotor 1 comporte un arbre de rotor 2 d’axe de rotation X. L’arbre de rotor 2 peut être réalisé dans un matériau amagnétique.

Le rotor 1 comporte un corps de rotor 3 s’étendant axialement selon l’axe de rotation X. Le corps de rotor 3 est monté sur l’arbre de rotor 2.

Ce corps de rotor 3 est de préférence réalisé en matière ferromagnétique. Deux disques 5 peuvent être plaqués de part et d’autre du corps de rotor 3. Les disques 5 sont agencés sur les faces d’extrémité axiale, c'est-à-dire selon l’axe de rotation X, du corps de rotor 3. Ces disques 5 peuvent servir également à équilibrer le rotor 1. Ils sont également nommés disques d’équilibrage. Les disques 5 peuvent être en matière amagnétique, par exemple en aluminium.

Un ou plusieurs organes de fixation 6 tels que des vis peuvent maintenir les disques 5 avec le corps de rotor 3 et assurer une compacité du rotor 1. Une pluralité de trous de fixation 7 peuvent être réalisés dans les disques 5 et le corps de rotor 3 pour autoriser chacun le passage d’un organe de fixation 6. Les trous de fixation 7 sont de préférence traversants. Les trous de fixation 7 sont ménagés dans les tôles du côté de l’arbre de rotor 2.

Le corps de rotor 3 peut être formé ici par un empilement de tôles ou au moins un paquet de tôles empilées selon l’axe de rotation X. Les tôles s’étendent dans un plan radial perpendiculaire à l’axe de rotation X. Les tôles superposées sont avantageusement identiques. Elles peuvent être maintenues ente elles par tout moyen approprié, par exemple de façon non limitative par clipsage, par des rivets traversant axialement de part en part l’empilement des tôles, avec des agrafes, des boutons, ou encore par soudure ou collage ou toute autre technique. Les tôles sont de préférence réalisées en acier magnétique.

Pour le montage sur l’arbre de rotor 2, le corps de rotor 3 peut comporter une ouverture centrale 9 ( ). Cette ouverture centrale 9 peut être de forme générale cylindrique. La fixation peut se faire par tout moyen approprié, par exemple par emmanchement en force de l’arbre de rotor 2 à l’intérieur de l’ouverture centrale 9, ou à l’aide d’un dispositif de fixation.

Les tôles sont de forme annulaire. Les tôles et plus généralement le corps de rotor 3 présentent une périphérie interne délimitant l’ouverture centrale 9 ayant un premier diamètre dit diamètre intérieur D1, et une périphérie externe de deuxième diamètre dit diamètre extérieur D2.

Par ailleurs, le rotor 1 comporte au moins un aimant permanent 11. De préférence, le rotor 1 comporte une pluralité d’aimants permanents 11. Selon les applications, les aimants 11 peuvent par exemple être réalisés en terre rare ou en ferrite.

L’aimant ou les aimants 11 sont disposés dans des logements 13 correspondants du corps de rotor 3. Les tôles présentant chacune au moins un logement 13 s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation X.

Les logements 13 sont traversants d’une face à l’autre d’une tôle. Lorsque les tôles sont empilées, les logements 13 communiquent entre eux et définissent une ou plusieurs cavités traversant axialement une pluralité de tôles, voire l’ensemble des tôles, et donc le corps de rotor 3 de part en part, c’est-à-dire d’une face d’extrémité axiale à l’autre. Selon une variante de réalisation, un logement 13 peut être fermé par un fond sur une extrémité axiale du corps de rotor 3 pour le maintien axial de l’aimant 11. Les disques 5 peuvent également assurer une retenue axiale des aimants 11 à l’intérieur des logements.

Un aimant 11 peut être inséré à l’intérieur d’une cavité. En variante, plusieurs aimants 11 peuvent être empilés l’un sur l’autre à l’intérieur d’une cavité.

Les aimants 11 situés dans deux logements 13 consécutifs, ou plus généralement dans deux cavités consécutives, sont de polarités alternées.

Le ou les logements 13 présentent une portion principale 131 de forme complémentaire à celle de l’aimant 11.

Les aimants 11 ont par exemple une forme parallélépipédique, notamment une forme de parallélépipède rectangle. Les angles des aimants 11 peuvent éventuellement être biseautés. De façon complémentaire, la portion principale 131 des logements 13 est dans cet exemple de forme parallélépipédique, notamment de parallélépipède rectangle.

Les aimants 11 présentent ainsi deux faces supérieures et inférieures 11a opposées, reliées à deux faces latérales 11b par deux faces d’extrémité 11c, 11d. Lorsque les aimants 11 sont logés dans le corps de rotor 3, les faces supérieures et inférieures 11a correspondent à des faces d’extrémité axiale, selon l’axe de rotation X.

L’une des faces d’extrémité 11d est une face dite interne située du côté de l’axe de rotation X (c’est-à-dire du côté de l’arbre de rotor non visible sur la ) ou encore située du côté de la périphérie interne ou du diamètre intérieur D1 des tôles, plus généralement du corps de rotor 3. L’autre face d’extrémité 11c est une face dite externe située du côté de la périphérie externe ou du diamètre extérieur D2 des tôles, plus généralement du corps de rotor 3.

L’agencement d’une pluralité d’aimants 11 peut se faire de sorte que deux aimants 11 consécutifs présentent des faces d’extrémité 11c, 11d qui convergent l’une vers l’autre.

Deux aimants 11 consécutifs peuvent être agencés en miroir selon un plan axial passant entre les deux. De façon complémentaire, deux logements 13 consécutifs sont symétriques selon le plan axial passant entre eux.

En particulier, les aimants 11 sont, dans l’exemple illustré, disposés en formant un motif en « V » ou deux séries de « V » par exemple lorsque deux séries d’aimants 11 sont disposées radialement. Les faces convergentes l’une vers l’autre sont alternativement des faces internes 11d et des faces externes 11c. Les aimants 11 forment par exemple un angle de l’ordre de 45° avec une perpendiculaire à l’axe de rotation X. Ainsi, deux aimants 11 consécutifs présentent des mêmes polarités sur leurs faces sensiblement en vis-à-vis.

Le corps de rotor 3, et plus précisément les tôles comportent en outre au moins un organe de maintien 15, 17 de l’aimant 11 dans le logement 13.

Un organe de maintien 15, 17 peut être prévu pour chaque aimant 11 ou en variante être commun pour au moins deux aimants 11. Il peut s’agir d’une ou plusieurs pièces rapportées, c’est-à-dire qui ne sont pas formées d’une seule pièce avec les tôles ou le corps de rotor 3, ou en alternative, l’organe de maintien peut être formé directement par les tôles. Des modes de réalisation sont détaillés ci-après.

Premier mode de réalisation

Selon un premier mode de réalisation, l’organe de maintien 15 est réalisé par une pièce rapportée dans le logement 13 et permettant de mettre en contrainte l’aimant 11 dans ce logement 13. On entend par « pièce rapportée » le fait que l’organe de maintien 15 soit réalisé par une pièce additionnelle non déjà prévue dans le corps de rotor 3 et qui peut être dissociée du corps de rotor 3.

En outre, selon le premier mode de réalisation au moins un organe de maintien 15 tel qu’une goupille est prévue pour chaque aimant 11.

L’organe de maintien 15 est donc intercalé entre la tôle et l’aimant 11, pour assurer le maintien de l’aimant 11 à l’intérieur du logement 13 correspondant. L’organe de maintien 15 forme une butée.

L’organe de maintien 15 peut être réalisé en un matériau métallique ou en plastique. Tout autre matériau peut être envisagé.

Dans l’exemple illustré, l’organe de maintien 15 est réalisé par une goupille. Il peut s’agir d’une goupille cylindrique, d’une goupille pleine, d’une goupille élastique, d’une goupille fendue, d’une goupille à tête. En alternative, il pourrait s’agir d’une vis, ou encore d’une broche.

Dans l’exemple illustré, l’organe de maintien 15, tel qu’une goupille, est de forme allongée suivant une direction axiale, c’est-à-dire qu’il s’étend parallèlement à l’axe de rotation X une fois inséré dans le logement 13. L’organe de maintien 15, tel qu’une goupille, peut s’étendre sur toute la hauteur de l’aimant 11, ou sur toute la hauteur de la cavité recevant l’aimant ou les aimants 11. L’organe de maintien 15 peut traverser un nombre prédéfini de tôles, voire le paquet de tôles entier. En variante, au moins un organe de maintien 15 peut être monté par chaque face axiale du paquet de tôles.

En l’occurrence, l’organe de maintien 15, tel qu’une goupille, est monté comprimé dans une portion secondaire 133 du logement 13. La portion secondaire 133 présente une forme complémentaire à celle de l’organe de maintien 15, tel qu’une goupille. Elle est dans cet exemple cylindrique. Une telle forme cylindrique ne perturbe pas ou peu le passage du champ du circuit magnétique. Selon le mode de réalisation décrit, la portion secondaire 133 par exemple cylindrique est ménagée du côté du diamètre intérieur D1.

En particulier, l’organe de maintien 15, tel qu’une goupille, est agencé dans le logement en contact mécanique avec la face d’extrémité interne 11d d’au moins un aimant 11. Dans le cas d’un aimant 11 de forme parallélépipédique, l’organe de maintien 15 est agencé contre une petite face interne. L’organe de maintien 15 tel qu’une goupille exerce alors un effort radial sur l’aimant 11 de manière à plaquer l’aimant 11, et plus précisément sa face d’extrémité externe 11c, contre la face externe (c'est-à-dire du côté de la périphérique externe de la tôle) correspondante du logement 13. Ainsi, l’aimant ou les aimants 11 sont plaqués vers le diamètre extérieur D2. Cela permet de contrer la force magnétique qui attire l’aimant 11 vers le diamètre intérieur D1 et de fixer l’aimant 11 pendant la rotation pour ne pas perdre l’équilibrage.

Différentes variantes de positionnement peuvent être envisagées. L’organe de maintien 15 peut être agencé de façon centrée en regard de la face d’extrémité interne 11d de l’aimant 11, comme représenté sur la . Dans ce cas, la portion secondaire 133 par exemple cylindrique du logement 13 est ménagée du côté du diamètre intérieur D1, et de façon centrée en vis-à-vis de la face d’extrémité interne 11d de l’aimant 11.

En alternative, l’organe de maintien 15 peut être agencé en regard d’un coin de l’aimant 11, comme schématisé sur les figures 3a, 3b. Ainsi, l’organe de maintien 15 peut exercer un effort sur la face d’extrémité interne 11d et sur une face latérale 11b de façon à plaquer la face d’extrémité externe 11c et la face latérale 11b opposée contre les faces correspondantes du logement 13. Dans ce cas, la portion secondaire 133 par exemple cylindrique du logement 13 est ménagée de façon excentrée, en vis-à-vis d’un coin de la face d’extrémité interne 11d de l’aimant 11.

Selon encore une autre variante, lorsque l’organe de maintien 15 est une goupille à tête, comme schématisé sur la , il peut maintenir également axialement l’aimant 11 dans le logement 13. La tête de la goupille forme une patte de maintien axial de l’aimant 11 qui vient en appui contre une face d’extrémité axiale 11a de l’aimant 11.

Deuxième mode de réalisation

Un deuxième mode de réalisation schématisé sur la , diffère du premier mode de réalisation en ce qu’au moins un organe de maintien 15 est commun pour au moins deux aimants 11 consécutifs. Seules les différences par rapport au premier mode de réalisation sont détaillées ci-après.

Pour ce faire, deux logements 13 consécutifs présentent une portion secondaire 135 commune pour recevoir l’organe de maintien 15. Ce dernier assure ainsi un maintien de chaque aimant 11 radialement et tangentiellement au diamètre extérieur.

La forme de la portion secondaire 135 est complémentaire à celle de l’organe de maintien 15. Dans le cas d’une goupille par exemple, la portion secondaire 135 peut présenter une forme générale cylindrique.

La forme de la portion secondaire 135 commune peut être conçue de façon à augmenter les efforts vers les aimants 11. Pour ce faire, la portion secondaire 135 peut éventuellement présenter une ou plusieurs oreilles 136.

Troisième mode de réalisation

Selon un troisième mode de réalisation, illustré sur les figures 5a à 5c, l’organe de maintien n’est pas réalisé par une pièce rapportée dans le logement 13 mais directement par la tôle, plus précisément en utilisant la déformation de la tôle.

Cette solution utilise les trous de fixation 7 déjà présents pour venir déformer la tôle et plus précisément la zone de la tôle présentant le logement 13, lorsque l’organe ou les organes de fixation 6 sont insérés.

Pour ce faire, les organes de fixation 6 sont montés en force dans les trous de fixation 7 associés. Les trous de fixation 7 sont de plus petites dimensions, par exemple de plus petit diamètre, que les organes de fixation 6 de façon à permettre le montage en force. Les parois 17 des tôles qui délimitent les logements 13 sont déformées élastiquement sous l’effet du montage en force. Les aimants 11 sont ainsi contraints en position tangentiellement dans les logements 13.

Lorsqu’il y a une pluralité d’aimants 11, les trous de fixation 7 sont ménagés entre deux logements 13 en étant du côté de l’arbre de rotor 2. Chaque trou de fixation 7 se trouve à l’opposé de deux faces convergentes, ici externes 11c, des aimants 11.

La forme des trous de fixation 7 peut être optimisée de façon à maîtriser, diriger les déformations de la matière dans au moins une direction souhaitée lors du montage en force. Plus précisément, la forme des trous de fixation 7 peut être adaptée de manière à diriger les zones de déformations vers les aimants 11. La forme des trous de fixation 7 peut être conçue de façon à augmenter la surface de contact entre la tôle et l’organe de fixation 7 en direction des aimants 11 à l’opposé.

Les trous de fixation 7 peuvent présenter pour ce faire un ou plusieurs décrochements 71.

Les décrochements 71 ne doivent pas être en face de la longueur d’un aimant 11 / d’un logement 13.

Les décrochements 71 sont avantageusement opposés aux zones pour lesquelles une déformation est souhaitée. Les décrochements 71 peuvent être placés de sorte que la déformation soit concentrée vers les aimants 11 / vers leurs logements 13, lors de l’insertion de l’organe de fixation 6 dans le trou de fixation 7.

Les décrochements 71 peuvent être ménagés de sorte que le trou de fixation 7 présente au moins trois zones de contact avec l’organe de fixation 6, et de sorte qu’au moins deux zones de contact soient orientées vers les aimants 11 / vers leurs logements 13. Les trous de fixation 7 peuvent présenter par exemple au moins trois décrochements 71.

Dans l’exemple particulier de la , les trous de fixation 7 présentent trois décrochements 71 décalés angulairement de 120°, ce qui permet de diriger les déformations selon les flèches F entre deux décrochements 71. La matière se déforme ainsi dans un sens désiré, notamment vers les aimants 11.

Une telle configuration n’est pas limitative. Les décrochements 71 peuvent être répartis selon une autre configuration autour du trou de fixation 7. Dans l’exemple particulier de la , les trous de fixation présentent quatre décrochements 71. Trois des décrochements 71 sont plus proches de de la périphérie interne et de l’arbre de rotor que de la périphérie externe, le quatrième étant plus proche de la périphérie externe.

Les décrochements 71 peuvent être sous formes de lobes ( ), ou de fentes rectangulaires ( ), ou encore de fentes triangulaires ou en pointe ou en dent.

Les trous de fixations 7 peuvent être de forme générale cylindrique. Dans les exemples précédents, les décrochements 71 peuvent être prévus autour d’une telle forme cylindrique.

De façon alternative, les trous de fixation 7 peuvent être de forme triangulaire par exemple, de façon à concentrer les déformations vers les aimants 11.

Selon encore une autre variante, les trous de fixations 7 peuvent présenter une section de forme carrée, rectangulaire, ou toute autre forme adaptée au passage des organes de fixation 6 et permettant de diriger les déformations vers les aimants 11 avec ou sans décrochements 71.

Ainsi, les modes de réalisation précédemment décrits avec une pièce rapportée ou en utilisant la déformation de la tôle pour maintenir l’aimant 11 permettent de s’affranchir de la solution antérieure nécessitant l’injection d’une matière telle qu’une résine ou du vernis dans les logements 13, de façon à bloquer les aimants 11 dans les logements 13.

Le aimants 11 sont maintenus mécaniquement par exemple par des organes de maintien 15 tels que des goupilles montées en appui contre les faces d’extrémité internes 11d d’un ou plusieurs aimants 11 correspondants. Lorsque les aimants 11 sont disposés radialement, et plus particulièrement en « V », et non le long de la périphérie externe du rotor, les organes de maintien 15 permettent de venir plaquer radialement les aimants 11 dans les logements 13 pour que le maximum de contraintes soit vers le diamètre extérieur du rotor 1. Ceci permet de stabiliser les aimants 11 lors de la mise en centrifugation.

Le aimants 11 peuvent aussi être maintenus mécaniquement directement par les tôles, lorsque les organes de fixation 6 sont montés en force dans les trous de fixation 7 déjà prévus pour serrer les disques 5 d’équilibrage et le paquet de tôles. La matière est alors déformée au niveau des trous de fixation 7 ce qui comprime les logements 13 et les parois 17 délimitant ces logements 13 permettent de retenir les aimants 11 dans ces derniers.

Selon l’un ou l’autre des modes de réalisation, l’aimant ou les aimants 11 peuvent être maintenus de façon simple pendant les différents cycles en vitesse du rotor 1 permettant de garder l’équilibrage et d’avoir un niveau de bruit acceptable sans détériorer la machine.

Claims (10)

1. Rotor (1) de machine électrique tournante comportant :

   • un arbre de rotor (2) s’étendant selon un axe de rotation (X) du rotor,
   • un corps de rotor (3) comportant une pluralité de tôles présentant chacune au moins un logement (13) s’étendant radialement par rapport à l’axe de rotation (X), les tôles étant empilées coaxialement autour de l’arbre de rotor (2), et
   • au moins un aimant (11) permanent reçu dans le logement (13) formé dans les tôles,
   • caractérisé en ce queles tôles comportent en outre au moins un organe de maintien (15, 17) de l’aimant (11) dans le logement (13).
2. Rotor (1) selon la revendication précédente, comportant une pluralité d’aimants (11) permanents reçus dans des logements (13) respectifs formés dans les tôles, de sorte que deux aimants (11) consécutifs présentent des faces d’extrémité (11c, 11d) convergentes l’une vers l’autre.
3. Rotor (1) selon la revendication 2, comportant au moins un organe de maintien (15, 17) pour chaque aimant (11).
4. Rotor (1) selon la revendication 2, comportant au moins un organe de maintien (15) commun pour au moins deux aimants (11).
5. Rotor (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’organe de maintien (15) est réalisé par une pièce rapportée agencée dans le logement (13) en contact mécanique avec une face d’extrémité interne (11d) d’au moins un aimant (11), la face d’extrémité interne (11d) étant disposée du côté de l’arbre de rotor (2).
6. Rotor (1) selon la revendication précédente, dans lequel les aimants (11) présentent une forme parallélépipédique, et dans lequel l’organe de maintien (15) est agencé contre une petite face (11d) d’au moins un aimant (11).
7. Rotor (1) selon l’une des revendications 1 à 3, comportant deux disques (5) agencés axialement de part et d’autre du corps de rotor (3) et maintenus par au moins un organe de fixation monté en force dans des trous de fixation (7) associés ménagés dans les disques (5) et la pluralité de tôles, et dans lequel les tôles présentent des parois (17) délimitant le logement (13), déformées élastiquement sous l’effet du montage en force, de manière à retenir l’aimant (11) dans le logement (13).
8. Rotor (1) selon la revendication précédente, dans lequel les trous de fixation (7) présentent un nombre prédéfini de décrochements (71).
9. Rotor (1) selon la revendication précédente, dans lequel les trous de fixation (7) présentent trois décrochements (71) décalés angulairement de 120°.
10. Machine électrique tournante comportant un rotor (1) selon l’une des revendications précédentes.