WO2018096051A1 - Roue polaire d'inducteur de machine électrique tournante - Google Patents

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WO2018096051A1
WO2018096051A1 PCT/EP2017/080250 EP2017080250W WO2018096051A1 WO 2018096051 A1 WO2018096051 A1 WO 2018096051A1 EP 2017080250 W EP2017080250 W EP 2017080250W WO 2018096051 A1 WO2018096051 A1 WO 2018096051A1
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wheel
polar wheel
polar
claws
inductor
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PCT/EP2017/080250
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English (en)
Inventor
Florian BARATTO
Jean-Baptiste CROUE
Olivier GYSS
Régis BIGOT
Eric Becker
Sophie Rivoirard
Arnaud QUILLERY
Pierre Faverolle
Grégory LECOMTE
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Amvalor SAS
CNRS Délégation Alpes
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Amvalor SAS
CNRS Délégation Alpes
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    • H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
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    • 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
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to an inductor, such as a rotary electric machine rotor composed of at least one pole wheel.
  • the object of this invention is to improve the electrical and magnetic performance of the rotating electrical machine.
  • the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application for alternators of motor vehicles or alternator-starters or reversible machines and generally for all electrical machines whose rotor includes claws in the automotive field.
  • a claw machine is a machine that transforms mechanical energy into electrical energy in the case of alternators. It transforms electrical energy into mechanical energy in the case of electric motors. It is composed of a rotor and a stator.
  • the rotor is composed of two pole wheels mounted head to tail called North Wheel and South Wheel. They are fitted on a shaft which supports bearings allowing rotation of the rotor inside a wound stator comprising several coils of conductors. Inside the rotor, between the wheels, a coil of electrical conductors is fitted or positioned and is used to create a magnetic field by the flow of an electric current.
  • the pole wheels are used to drive the magnetic flux to the stator laminations.
  • the rotor is a rotating part whose speed range is from 0 to 20000 revolutions per minute for example.
  • the claws of the polar wheel open several tenths of a millimeter. This is why there is a gap between the rotor and the stator which takes into account the potential opening of the claws at very high speed.
  • the electrical resistivity which must be the greatest possible to limit the eddy currents.
  • the polar wheels can be made by a forging or folding process.
  • a piece of material is carried at approximately 1000 ° C to 1250 ° C and then deformed by forging means to obtain the claw morphology.
  • several hot press operations usually three, are required to obtain the shapes of a claw.
  • the forging process capabilities of the order of one millimeter, being too high compared to the tolerance intervals imposed on the product, it is necessary to add after cold stamping operations cold stamping operations, called operations of calibration by the skilled person. Despite these recovery operations, the manufacturing dispersions remain of the order of 0.5 mm.
  • the folding process it is first cut a star shape whose branches will be folded to form the claws. This inexpensive process does not allow the realization of complex shapes nor to obtain good process capabilities, tolerance intervals remaining high.
  • the forged pole wheels have internal anisotropy. This anisotropy is generated by the manufacturing operation of the forging part At the scale of the metallographic structure, the plastic deformations generated during the manufacturing process can lead to a topological orientation of the microstructure, that is to say alignment, or elongation of inclusions and grains. This anisotropic structuring of the material, commonly called fibering, hinders the circulation of the magnetic field inside the polar wheel.
  • a crystallographic orientation also results from the hot forming of a polychstalline material, and this, whatever the method.
  • This macroscopic orientation of the crystals if it is controlled, can also influence the electromagnetic performance of the polar wheel.
  • the present invention aims to improve the performance of the pole wheel by proposing a pole wheel for a rotating electric machine inductor, characterized in that it comprises a plate, claws, and a half-core and in that it is made of a metal-based material having a microstructure substantially free of fiberization at least in the claws.
  • the invention thus makes it possible to improve the induction curve of the polar wheel, and in particular its magnetic permeability.
  • the magnetic and electrical performances of the electric machine are consequently improved.
  • the cost of manufacturing the rotor is also advantageously reduced.
  • said pole wheel has a substantially isotropic microstructure at least in the claws.
  • said pole wheel has a microstructure substantially free of fiber drawing in the whole of the polar wheel. According to one embodiment, said pole wheel has a substantially isotropic microstructure in the whole of the polar wheel.
  • said pole wheel can be made by a thixoforbing process.
  • a mean grain size of the material varies progressively from the half-core to the plate and then to the claws.
  • a draft angle in an interstitial area is less than 1.5 degrees.
  • a carbon content of the material is less than or equal to 0.08%.
  • the material comprises a nickel or cobalt content or all elements intended to improve the magnetic permeability.
  • said pole wheel comprises geometric shapes, in particular lips, which can accept permanent magnets.
  • the thickness of a lip is less than or equal to 1 .5 mm.
  • a connection radius between a lip and a corresponding lateral face of a claw is less than 0.5mm.
  • the invention also relates to an inductor comprising at least one polar wheel as defined above.
  • the invention further relates to a rotating electrical machine comprising an inductor as previously defined.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a pole wheel for a rotary electric machine inductor, characterized in that it comprises:
  • a proportion of metal in the liquid state in the billet at the end of the heating step is less than 30%, especially between 1.5% and 30%.
  • the heating step is carried out up to a temperature of the order of or greater than 1470 ° C.
  • said method may include an additional surface treatment step, in particular by shot blasting or sanding.
  • Figures 1a to 1d are views illustrating the various steps of manufacturing a polar wheel according to the present invention by thixoforgeage;
  • Fig. 2 is a graphical representation of the evolution of a liquid fraction in a XC05 steel-based material as a function of temperature
  • Figures 3a and 3b are perspective views at different angles of a pole wheel according to the present invention.
  • FIGS. 4a and 4b are views along a sectional plane and after revelation of fiber drawing respectively of a polar wheel according to the invention and of a polar wheel according to the state of the art;
  • FIG. 5 is a graphical representation of the current flow rate of a rotary electrical machine equipped respectively with pole wheels according to the state of the art, polar wheels according to the invention obtained by thixoforging and polar wheels obtained by thixoforging having undergone annealing operation.
  • the pole wheel of the inductor of the rotating electrical machine is manufactured by a thixoforging process, the steps of which are shown in FIGS. 1a to 1d.
  • a heating cell 10 heats a billet of material 11 made of a steel which preferably has high magnetic properties.
  • the steel has a low carbon content, especially less than or equal to 0.08%, and advantageously between 0.04% and 0.08%.
  • This type of alloy steel may include elements to improve the permeability magnetic, such as cobalt or nickel, or any other element to improve the magnetic properties.
  • the heating cell 10 may for example be an induction heating cell comprising turns 12 positioned around a non-magnetic support 13. These turns 12 are traversed by an alternating current to create eddy currents causing a heating of the billet 1 1. The heating may be carried out in an inert atmosphere to prevent the oxidation of the material of the billet 11.
  • the temperature of the material of the billet 1 1 at the outlet of the heating cell 10 is such that the metal is in a semi-solid state, that is to say that it comprises a liquid fraction.
  • the proportion of metal in the liquid state is less than 30%, especially between 1.5% and 30%, and its volume distribution is not homogeneous.
  • a fraction of liquid in a range P1 between 1.5% and 30% corresponds to a temperature range P2 of between 1470 ° C. and 1519 ° C. .
  • the heating temperature may be of the order of or greater than 1470 ° C.
  • the possible temperature range depends on the material and the alloys used.
  • the liquid phase is sufficient while not being too high to allow the transport of the billet 1 1 from the heating zone to the tooling zone.
  • the transportation of the billet is effected by means of a gripping means 14 adapted that can be manual or automatic, as shown in Figure 1 b.
  • the billet 1 1 is placed between two matrices 1 6, 17 and is shaped by closing the matrices 1 6, 17, as shown in Figure 1 c.
  • the operation which is fast, responds to speed conditions associated with the temperatures of the billet 11 and the tooling.
  • the piece shaped polar wheel 18 is ejected, as shown in Figure 1 d.
  • the polar wheel 18 can then possibly undergo surface treatment operations to improve its mechanical strength, such as blasting or sanding operations.
  • the method may advantageously be completed by an annealing operation to significantly improve the magnetic and mechanical performance of the pole wheel 18.
  • the heating step is carried out directly in the tooling, so that it is possible to eliminate the step of transferring the billet from the heating cell to the dies.
  • the polar wheel 18 of axis X obtained at the end of the process previously described comprises a plate 20 provided at its outer periphery with claws 21, for example of trapezoidal shape and orientation axial.
  • a claw 21 corresponds to the portion of the pole wheel 18 protruding from the plate 20.
  • Two claws 21 adjacent the pole wheel 18 are spaced apart from one another 22 for receiving a claw of another polar wheel.
  • the claws 21 of the two pole wheels 18 of the rotor of the machine are interleaved with each other.
  • the pole wheel 18 also comprises geometric shapes, in particular lips 23, which can accept permanent magnets positioned between two adjacent claws 21 belonging to each of the wheels facing each other.
  • the thickness L1 of a lip 23 is less than or equal to 1 .5 mm.
  • a connection radius R between a lip 23 and a corresponding lateral face of a claw 21 is less than 0.5 mm.
  • the pole wheel 18 further comprises, in its central part, a cylindrical portion 24 extending axially in the same direction as the claws 21. This cylindrical portion corresponds to a half-core 24 intended to lie in the extension of a corresponding half-core 24 of the pole wheel 18 vis-à-vis to form a core carrying at its outer periphery a rotor winding of excitation.
  • the pole wheel 18 may comprise an entire core, the other associated pole wheel 18 then having no core.
  • the core may be formed separately from the pole wheels 18.
  • the pole wheel 18 also has a central opening 27 formed through the half-core 24 for its mounting by force-fitting on a shaft. the electric machine.
  • a draft angle ⁇ measured in an inter-horn area is less than 1.5 degrees, this draft angle A corresponds to the angle between the normal N at the rear face of the polar wheel 18 and a straight line D passing through the outer surface of the zone extending between two consecutive horns 25 of the pole wheel 18.
  • a horn 25 comprises a claw 21 and a connecting portion 26 between the claw 21 and the plate 20.
  • the surface of the pole wheel 18 does not exhibit microstructure heterogeneities such as fiber drawing. This aspect can be observed after chemical attack of the surface to reveal the fiberization. This operation is performed by immersing the cut face along a plane P of the wheel 18 in an acidic product.
  • the pole wheel 18 has a structure that is at least partially free of fiberization, unlike the structure of a conventional pole wheel 18 shown in FIG. 4b.
  • the pole wheel 18 has a fiber-drawing microstructure at least in the claws 21, and advantageously in all of its parts (plate 20, claws 21, and half-core 24). In this case, the microstructure is almost isotropic at least in the claws 21.
  • the pole wheel 18 obtained has a progressively gradual average grain size from the half-core 24, along a logical path in the material, to the claws 21. This evolution goes around the size of 3 to a size of 6 according to the ASTM class.
  • Such a structure makes it possible to obtain an electrical conductivity of the pole wheel 18 greater than 5.8 MS / m.
  • the magnetic permeability relative maximum is greater than 1200. This improves the magnetic and electrical performance of the rotating electrical machine.

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Abstract

L'invention porte principalement sur un roue polaire (18) pour un inducteur de machine électrique tournante, caractérisée en ce qu'elle est réalisé dans un matériau à base de métal présentant une microstructure sensiblement exempte de fibrage.

Description

ROUE POLAIRE D'INDUCTEUR DE MACHINE ÉLECTRIQUE
TOURNANTE
La présente invention porte sur un inducteur, tel qu'un rotor de machine électrique tournante composé d'au moins une roue polaire. L'objectif de cette invention est d'améliorer les performances électriques et magnétiques de la machine électrique tournante.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, pour les alternateurs de véhicules automobiles ou les alterno- démarreurs ou les machines réversibles et d'une façon générale pour toutes les machines électriques dont le rotor comporte des griffes dans le domaine automobile.
Une machine à griffes est une machine qui transforme l'énergie mécanique en énergie électrique dans le cas des alternateurs. Elle transforme l'énergie électrique en énergie mécanique dans le cas des moteurs électriques. Elle est composée d'un rotor et d'un stator. Le rotor est composé de deux roues polaires montées tête bêche appelées Roue Nord et Roue Sud. Elles sont emmanchées sur un arbre qui supporte des roulements permettant la rotation du rotor à l'intérieur d'un stator bobiné comportant plusieurs bobinages de conducteurs. A l'intérieur du rotor, entre les roues, une bobine de conducteurs électriques est emmanchée ou positionnée et sert à créer un champ magnétique par la circulation d'un courant électrique. Les roues polaires servent à conduire le flux magnétique vers le paquet de tôles du stator.
Le rotor est une pièce en rotation dont la plage de vitesse va de 0 à 20000 tours par minute par exemple. A sa vitesse maximale, les griffes de la roue polaire s'ouvrent de plusieurs dixièmes de millimètre. C'est pourquoi, il existe un entrefer entre le rotor et le stator qui prend en compte la potentielle ouverture des griffes à très haute vitesse. Enfin, lors du passage d'un champ magnétique dans la roue polaire, il y a la formation de courants électriques qui tendent à s'opposer au champ ci-dessus cité. Un autre paramètre important est la résistivité électrique qui doit être la plus grande possible pour limiter les courants de Foucault.
Les roues polaires, pour des raisons essentiellement de coût, peuvent être réalisées par un procédé de forgeage ou de pliage. Dans le procédé de forgeage, un lopin de matière est porté approximativement entre 1000°C et 1250°C puis est déformé à l'aide d'un moyen de forgeage pour obtenir la morphologie des griffes. Communément, plusieurs opérations de presse à chaud, en général trois, sont nécessaires pour obtenir les formes d'une griffe. Les capabilités du processus de forge, de l'ordre du millimètre, étant trop élevées par rapport aux intervalles de tolérance imposés au produit, il est nécessaire d'ajouter après les opérations de frappe à chaud des opérations de frappe à froid, appelées opérations de calibrage par l'homme du métier. Malgré ces opérations de reprise, les dispersions de fabrication restent de l'ordre de 0,5mm. Dans le cas du processus de pliage, il est tout d'abord découpé une forme d'étoile dont les branches seront pliées pour former les griffes. Ce procédé, peu coûteux, ne permet pas la réalisation de formes complexes ni d'obtenir de bonnes capabilités processus, les intervalles de tolérance restant élevés.
Afin d'améliorer les performances d'une machine électrique, il est nécessaire de réduire au maximum l'entrefer entre le rotor et le stator. Cet entrefer est défini comme la distance entre le rayon intérieur du stator et le rayon extérieur du rotor. C'est pour cela que le diamètre extérieur du rotor est usiné de façon à obtenir une bonne maîtrise de sa dimension avec une meilleure capabilité. Les roues polaires forgées présentent une anisotropie interne. Cette anisotropie est générée par l'opération de fabrication de la pièce en forgeage A l'échelle de la structure métallographique, les déformations plastiques engendrées pendant le processus de fabrication peuvent conduire à une orientation topologique de la microstructure, c'est-à-dire un alignement, ou encore un allongement des inclusions et des grains. Cette structuration anisotrope de la matière, communément appelée le fibrage, entrave la circulation du champ magnétique à l'intérieur de la roue polaire. De plus, une orientation cristallographique, appelée texture, résulte également de la mise en forme à chaud d'un matériau polychstallin, et ce, quel que soit le procédé. Cette orientation macroscopique des cristaux, si elle est maîtrisée, peut influencer également les performances électromagnétiques de la roue polaire.
La présente invention vise à améliorer les performances de la roue polaire en proposant une roue polaire pour un inducteur de machine électrique tournante, caractérisée en ce qu'elle comporte un plateau, des griffes, et un demi-noyau et en ce qu'elle est réalisée dans un matériau à base de métal présentant une microstructure sensiblement exempte de fibrage au moins dans les griffes.
L'invention permet ainsi d'améliorer la courbe d'induction de la roue polaire, et en particulier sa perméabilité magnétique. On améliore en conséquence les performances magnétiques et électriques de la machine électrique. Le coût de fabrication du rotor est également avantageusement réduit.
Selon une réalisation, ladite roue polaire présente une microstructure sensiblement isotrope au moins dans les griffes.
Selon une réalisation, ladite roue polaire présente une microstructure sensiblement exempte de fibrage dans l'ensemble de la roue polaire. Selon une réalisation, ladite roue polaire présente une microstructure sensiblement isotrope dans l'ensemble de la roue polaire.
Selon une réalisation, ladite roue polaire est susceptible d'être réalisée par un procédé de thixoforgeage.
Selon une réalisation, une taille de grains moyenne du matériau varie progressivement du demi-noyau au plateau puis aux griffes.
Selon une réalisation, un angle de dépouille dans une zone d'entre-cornes est inférieur à 1 .5 degrés.
Selon une réalisation, un taux de carbone du matériau est inférieur ou égal à 0,08%. Selon une réalisation, le matériau comporte un taux de nickel ou de cobalt ou tous éléments visant à améliorer la perméabilité magnétique.
Selon une réalisation, ladite roue polaire comporte des formes géométriques, notamment des lèvres, pouvant accepter des aimants permanents. Selon une réalisation, l'épaisseur d'une lèvre est inférieure ou égale à 1 .5mm.
Selon une réalisation, un rayon de raccordement entre une lèvre et une face latérale correspondante d'une griffe est inférieur à 0.5mm.
L'invention a également pour objet un inducteur comportant au moins une roue polaire telle que précédemment définie.
L'invention concerne en outre une machine électrique tournante comportant un inducteur tel que précédemment défini.
L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'une roue polaire pour un inducteur de machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape de chauffe d'un lopin réalisé dans un matériau à base de métal jusqu'à une température dans laquelle le lopin se situe dans un état semi- solide,
- une étape de mise en forme du lopin au moyen de matrices pour obtenir une pièce en forme de roue polaire, et
- une étape d'éjection de la pièce.
Selon une mise en œuvre, une proportion de métal à l'état liquide dans le lopin à l'issue de l'étape de chauffe est inférieure à 30%, notamment comprise entre 1 ,5% et 30%. Selon une mise en œuvre, l'étape de chauffe est réalisée jusqu'à une température de l'ordre de ou supérieure à 1470°C.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé pourra comporter une étape supplémentaire de traitement de surface, notamment par grenaillage, ou sablage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
Les figures 1 a à 1 d sont des vues illustrant les différentes étapes de fabrication d'une roue polaire selon la présente invention par thixoforgeage;
La figure 2 est une représentation graphique de l'évolution d'une fraction de liquide dans un matériau à base d'acier de type XC05 en fonction de la température;
Les figures 3a et 3b sont des vues en perspective sous différents angles d'une roue polaire selon la présente invention;
Les figures 4a et 4b sont des vues suivant un plan de coupe et après révélation de fibrage respectivement d'une roue polaire selon l'invention et d'une roue polaire selon l'état de la technique;
La figure 5 est une représentation graphique du débit en courant d'une machine électrique tournante équipée respectivement de roues polaires selon l'état de la technique, de roues polaires selon l'invention obtenues par thixoforgeage et de roues polaires obtenues par thixoforgeage ayant subi une opération de recuit.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre.
Conformément à l'invention, la roue polaire de l'inducteur de la machine électrique tournante est fabriquée grâce à un procédé de thixoforgeage dont les étapes sont montrées sur les figures 1 a à 1 d.
Suivant une première étape montrée sur la figure 1 a, une cellule de chauffe 10 assure le chauffage d'un lopin de matière 1 1 réalisé dans un acier qui présente, de préférence, des propriétés magnétiques élevées. A cet effet, l'acier comporte un faible taux de carbone, notamment inférieur ou égal à 0,08%, et avantageusement compris entre 0.04% et 0.08%. Ce type d'alliage d'acier pourra comporter des éléments visant à améliorer la perméabilité magnétique, tels que le cobalt ou le nickel, ou tout autre élément visant à améliorer les propriétés magnétiques.
La cellule de chauffe 10 pourra par exemple être une cellule de chauffe par induction comportant des spires 12 positionnées autour d'un support amagnétique 13. Ces spires 12 sont parcourues par un courant alternatif afin de créer des courants de Foucault entraînant un échauffement du lopin 1 1 . Le chauffage pourra être réalisé en atmosphère inerte pour éviter l'oxydation de la matière du lopin 1 1 .
La température de la matière du lopin 1 1 à la sortie de la cellule de chauffe 10 est telle que le métal se situe dans un état semi-solide, c'est-à-dire qu'il comporte une fraction de liquide. De préférence, la proportion de métal à l'état liquide est inférieure à 30%, notamment comprise entre 1 ,5% et 30%, et sa répartition volumique n'est pas homogène.
Comme cela est représenté sur la figure 2, pour un acier de type XC05, une fraction de liquide comprise dans une plage P1 située entre 1 ,5% et 30% correspond à une plage P2 de température comprise entre 1470°C et 1519°C.
Plus généralement, la température de chauffe pourra être de l'ordre ou supérieure à 1470°C. La gamme de température possible dépend de la matière et des alliages utilisés.
A ce niveau de température, la phase liquide est suffisante tout en n'étant pas trop élevée pour permettre le transport du lopin 1 1 de la zone de chauffe à la zone d'outillage. Le transport du lopin est effectué au moyen d'un moyen de préhension 14 adapté qui pourra être manuel ou automatique, tel que cela est montré sur la figure 1 b.
Le lopin 1 1 est placé entre deux matrices 1 6, 17 puis est mis en forme par fermeture des matrices 1 6, 17, tel que cela est montré en figure 1 c. L'opération, qui est rapide, répond à des conditions de vitesse associées aux températures du lopin 1 1 et de l'outillage. Après mise en forme, la pièce en forme de roue polaire 18 est éjectée, tel que cela est illustré par la figure 1 d. La roue polaire 18 pourra ensuite éventuellement subir des opérations de traitement de surface pour améliorer sa tenue mécanique, telles des opérations de grenaillage ou de sablage.
Le procédé pourra avantageusement être complété par une opération de recuit pour améliorer significativement les performances magnétiques et mécaniques de la roue polaire 18.
En variante, l'étape de chauffe est réalisée directement dans l'outillage, de sorte qu'il est possible de supprimer l'étape de transfert du lopin de la cellule de chauffe vers les matrices.
Comme on peut le voir sur les figures 3a et 3b, la roue polaire 18 d'axe X obtenue à l'issue du procédé précédemment décrit comporte un plateau 20 pourvu à sa périphérie externe de griffes 21 par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Une griffe 21 correspond à la partie de la roue polaire 18 en excroissance par rapport au plateau 20. Deux griffes 21 voisines de la roue polaire 18 sont espacées entre elles d'un espace 22 destiné à recevoir une griffe d'une autre roue polaire. Ainsi, les griffes 21 des deux roues polaires 18 du rotor de la machine sont imbriquées les unes par rapport aux autres.
La roue polaire 18 comporte également des formes géométriques, notamment des lèvres 23, pouvant accepter des aimants permanents positionnés entre deux griffes 21 adjacentes appartenant à chacune des roues en regard l'une de l'autre. L'épaisseur L1 d'une lèvre 23 est inférieure ou égale à 1 .5mm.
Un rayon de raccordement R entre une lèvre 23 et une face latérale correspondante d'une griffe 21 est inférieur à 0.5mm. La roue polaire 18 comporte en outre, dans sa partie centrale, une portion cylindrique 24 s'étendant axialement dans la même direction que les griffes 21 . Cette portion cylindrique correspond à un demi-noyau 24 destiné à se situer dans le prolongement d'un demi-noyau 24 correspondant de la roue polaire 18 en vis-à-vis pour former un noyau portant à sa périphérie externe un bobinage rotorique d'excitation. Dans une variante de réalisation, la roue polaire 18 peut comporter un noyau entier, l'autre roue polaire 18 associée ne comportant alors pas de noyau. En outre, dans une autre variante de réalisation, le noyau peut être formé séparément des roues polaires 18. La roue polaire 18 comporte également une ouverture centrale 27 ménagée à travers le demi-noyau 24 pour son montage par emmanchement en force sur un arbre de la machine électrique.
Avantageusement, comme on peut le voir sur la figure 3b, un angle de dépouille A mesuré dans une zone d'entre-cornes est inférieur à 1 .5 degrés, Cet angle de dépouille A correspond à l'angle entre la normale N à la face arrière de la roue polaire 18 et une droite D passant par la surface extérieure de la zone s'étendant entre deux cornes 25 consécutives de la roue polaire 18. On rappelle qu'une corne 25 comporte une griffe 21 et une portion de liaison 26 entre la griffe 21 et le plateau 20. Comme cela est visible sur la figure 4a, la surface de la roue polaire 18 ne présente pas d'hétérogénéités de microstructure telle que le fibrage. Cet aspect pourra être observé après attaque chimique de la surface pour révéler le fibrage. Cette opération est réalisée par immersion de la face coupée suivant un plan P de la roue 18 dans un produit acide. Autrement dit, la roue polaire 18 présente une structure exempte au moins partiellement de fibrage contrairement à la structure d'une roue polaire 18 classique montrée en figure 4b. La roue polaire 18 présente une microstructure exempte de fibrage au moins dans les griffes 21 , et avantageusement dans l'ensemble de ses parties (plateau 20, griffes 21 , et demi-noyau 24). Dans le cas présent, la microstructure est quasiment isotrope au moins dans les griffes 21 .
La roue polaire 18 obtenue présente une taille de grains 30 moyenne évoluant de façon progressive et allant du demi-noyau 24, suivant un chemin logique dans la matière, jusqu'aux griffes 21 . Cette évolution va aux alentours de la taille de 3 à une taille de 6 suivant la classe ASTM. Une telle structure permet d'obtenir une conductivité électrique de la roue polaire 18 supérieure à 5.8 MS/m. En outre, la perméabilité magnétique relative maximale est supérieure à 1200. Cela permet d'améliorer les performances magnétiques et électriques de la machine électrique tournante.
En effet, comme cela est représenté sur la figure 5, pour une machine électrique tournante équipée respectivement de roues polaires réalisées par thixoforgeage (cf. courbe C2), le débit de la machine électrique est supérieur à celui obtenu pour une machine électrique munie de roues polaires réalisées par un procédé classique (cf. courbe C1 ).
Le débit le plus important est obtenu pour une machine électrique tournante munie de roues polaires réalisées par thixoforgeage et ayant subi en outre une opération de recuit (cf. courbe C3).
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Roue polaire (18) pour un inducteur de machine électrique tournante, caractérisée en ce qu'elle comporte un plateau (20), des griffes (21 ), et un demi-noyau (24), et en ce qu'elle est réalisée dans un matériau à base de métal présentant une microstructure sensiblement exempte de fibrage au moins dans les griffes (21 ).
2. Roue polaire (18) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'elle présente une microstructure sensiblement isotrope au moins dans les griffes (21 ).
3. Roue polaire (18) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est susceptible d'être réalisée par un procédé de thixoforgeage.
4. Roue polaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une taille de grains (30) moyenne du matériau varie progressivement du demi-noyau (24) au plateau (20) puis aux griffes (21 ). 5. Roue polaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un angle de dépouille (A) dans une zone d'entre- cornes est inférieur à 1 .
5 degrés.
6. Roue polaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'un taux de carbone du matériau est inférieur ou égale à 0,08%.
7. Roue polaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau comporte un taux de nickel ou de cobalt ou tous éléments visant à améliorer la perméabilité magnétique.
8. Roue polaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des formes géométriques, notamment des lèvres (23), pouvant accepter des aimants permanents.
9. Roue polaire (18) selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une épaisseur d'une lèvre (23) est inférieure ou égale à 1 .5mm.
10. Roue polaire (18) selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu'un rayon de raccordement (R) entre une lèvre (23) et une face latérale correspondante d'une griffe (21 ) est inférieur à 0.5mm.
1 1 . Inducteur comportant au moins une roue polaire (18) telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes.
12. Machine électrique tournante comportant un inducteur tel que défini selon la revendication 1 1 .
13. Procédé de fabrication d'une roue polaire (18) pour un inducteur de machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape de chauffe d'un lopin (1 1 ) réalisé dans un matériau à base de métal jusqu'à une température dans laquelle le lopin (1 1 ) se situe dans un état semi-solide,
- une étape de mise en forme du lopin (1 1 ) au moyen de matrices (1 6, 17) pour obtenir une pièce en forme de roue polaire (18), et
- une étape d'éjection de la pièce (18).
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une proportion de métal à l'état liquide dans le lopin (1 1 ) à l'issue de l'étape de chauffe est inférieure à 30%, notamment comprise entre 1 ,5% et 30%.
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'étape de chauffe est réalisée jusqu'à une température de l'ordre de ou supérieure à
1470°C.
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