FR3143229A1 - Rotor de machine électrique comprenant au moins un évidement avec un ergot ou une gorge de profil arrondi - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un rotor et une machine électrique. Le rotor comprend un corps de rotor et plusieurs paires de pôles magnétiques. Chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux, et chaque barrière de flux comprend au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5). Chaque pôle magnétique comprend au moins un aimant permanent dans un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b). Chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5) est formé entre deux lignes (17, 18). Chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou une gorge, qui est défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes (17, 18), l’aimant permanent comportant une forme complémentaire à l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou à la gorge. Figure 2 à publier

Description

Rotor de machine électrique comprenant au moins un évidement avec un ergot ou une gorge de profil arrondi

La présente invention se rapporte à une machine électrique tournante
synchro-réluctante (assistée d'aimants permanents) ou à aimants enterrés et concerne plus particulièrement l’architecture particulière d’un rotor d’une telle machine.

Généralement, une telle machine électrique comporte un stator et un rotor disposés coaxialement l'un dans l'autre.

Le rotor est formé d'un corps de rotor avec un empilage de tôles placé sur un arbre de rotor. Ces tôles comprennent des logements pour des aimants permanents et des perforations pour créer des barrières de flux permettant de diriger radialement le flux magnétique des aimants vers le stator et pour favoriser la création d’un couple reluctant, et d’alléger ce rotor pour diminuer les efforts centrifuges que l’empilage de tôles doit supporter.

Ce rotor est généralement logé à l'intérieur d'un stator qui porte des bobinages électriques permettant de générer un champ magnétique permettant d'entraîner en rotation le rotor.

Comme cela est mieux décrit notamment dans la demande de brevet WO2020/020580, le rotor d’une machine synchro-réluctante comprend une pluralité d'évidements axiaux qui traversent les tôles de part en part.

Pour la conception du rotor décrite dans cette demande de brevet, une première série d'évidements axiaux, disposés radialement les uns au-dessus des autres et à distance les uns des autres, forment des logements pour des générateurs de flux magnétiques, ici des aimants permanents sous forme de barreau rectangulaire.

L'autre série d'évidements consiste en des perforations de direction radiale inclinée, qui partent de ces logements pour arriver au voisinage du bord des tôles, au voisinage de l’entrefer.

Les perforations inclinées sont disposées symétriquement par rapport aux logements des aimants de manière à former à chaque fois une figure géométrique sensiblement en forme de V à fond aplati avec le fond plat formé par le logement des aimants et avec les bras inclinés de ce V formés par les perforations. Il se crée ainsi des barrières de flux formées par les perforations. Le flux magnétique provenant des aimants permanents ne peut alors que transiter par les parties pleines entre les perforations. Ces parties pleines sont constituées d’un matériau ferromagnétique.

La demande de brevet WO2022/128541 concerne une machine électrique avec un rotor comprenant des barrières de flux adaptées à des aimants permanents de forme rectangulaire.

La illustre le rotor de cette machine électrique de l’art antérieur. Le rotor 1 est constitué d’une pluralité de tôles laminées. La est une vue partielle d’un rotor selon une section transversale, qui représente un seul pôle du rotor de la machine électrique. Le rotor 1 comprend plusieurs pôles magnétiques et chaque pôle magnétique comprend ici trois barrières de flux positionnées radialement les unes au-dessus des autres.

La première barrière de flux, la barrière de flux interne (la plus proche de l’axe du rotor 1) comprend un évidement central 3 et deux évidements latéraux 2a et 2b.

La deuxième barrière de flux comprend deux évidements latéraux 4a et 4b et la troisième barrière de flux comprend un évidement central 5.

Dans tous les évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b des première et deuxième barrières de flux, des aimants permanents de forme rectangulaire sont mis en place. Les aimants permanents sont guidés, mis en position et maintenus dans cette position dans les évidements grâce à des butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b. Les butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b centrent l’aimant dans l’évidement considéré en faisant un appui sur les faces latérales d’extrémité des aimants (sur chaque extrémité des petits côtés de l’aimant rectangulaire).

Les butées 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b sont formées par des réductions locales de la largeur des évidements 2a, 2b, 3, 4a, 4b

Chaque butée 6a, 6b, 7a, 7b, 8a et 8b scinde ainsi l’espace des évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b en trois volumes : un volume central situé entre les deux butées de l’évidement considéré, le volume central étant occupé par un aimant permanent et deux volumes périphériques 9, 10, de chaque côté du volume central. Les volumes périphériques 9, 10 permettent un flux d’air et ne comprennent donc pas d’aimants permanents.

Cette technologie n’est pas optimale. En effet, la présence de ces butées sous forme d’ « oreilles » est encombrante, présente des formes complexes, contraint le coût de l’outil d’estompage des tôles laminées et peut présenter des concentrations de contraintes mécaniques limitant la vitesse maximale admissible. La forme de blocage composée des oreilles des butées 6a,6b, 7a, 7b, 8a et 8b et des volumes périphériques 9 et 10 fait qu’une partie de l’espace de la barrière de flux est perdue alors que cet espace pourrait être optimisé pour le circuit magnétique. De plus, cette forme impacte la géométrie et le positionnement des ponts magnétiques qui tiennent mécaniquement la tôle et les ponts magnétiques ont un impact négatif important sur les performances du rotor. Ainsi, ces formes limitent les performances de la machine.

En outre, la mise en place des aimants dans les évidements nécessite des outillages spécifiques. De ce fait, les évidements sont conçus pour permettre le passage de ces outillages (outillages qui sont ensuite retirés une fois que les aimants sont positionnés dans les évidements). Ces outillages nécessitent également une conception et une fabrication précise, une mise en œuvre dans un environnement industriel et une vérification récurrente.

On connait également la demande de brevet US 2015/137646 qui concerne un rotor de machine électrique. Dans cette demande de brevet, les aimants permanents sont mis en place et centrés par des tétons mâles formés par le corps de rotor, les aimants permanents ayant des orifices femelles complémentaires des tétons mâles du corps de rotor. Toutefois, les tétons mâles comprennent une partie droite, avant de se terminer par un profil arrondi. Cette partir droite des tétons empêche tout mouvement de rotation libre entre l’aimant et le corps de rotor. La mise en place des aimants permanents dans le rotor s’avère donc compliquée et risque de contrainte l’aimant permanent et/ou le corps de rotor.

Le problème technique que l’on se propose de résoudre consiste ainsi à concevoir une solution simple et facilitée pour le guidage et la mise en position des aimants dans les évidements des barrières de flux, tout en augmentant les performances électromagnétiques et mécaniques de la machine, et en réduisant son coût.

L’invention concerne un rotor pour machine électrique comprenant :
- un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
- une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor, chaque pôle magnétique comprenant au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres, chaque barrière de flux comprenant au moins un évidement, chaque pôle magnétique comprenant au moins un aimant permanent dans un évidement.

De plus, chaque évidement est formé entre deux lignes, chaque aimant permanent étant adapté à être inséré dans au moins un évidement, et chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot ou une gorge, l’ergot ou la gorge étant défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes, l’aimant permanent comportant une forme complémentaire à l’ergot ou à la gorge.

Avantageusement, chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré.

De préférence, le rayon prédéfini est compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1,2 mm.

Selon une variante de l’invention, l’ergot ou la gorge est positionné sur la ligne de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor.

Avantageusement, l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie plane ou droite.

De préférence, l’ergot ou la gorge est ouvert sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.

Avantageusement, le corps de rotor comprend trois ou quatre barrières de flux.

De préférence la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, ont chacune trois évidements, un desdits trois évidements étant un évidement central et les deux autres étant des évidements latéraux, la troisième barrière de flux ayant deux évidements et l’éventuel quatrième barrière de flux ayant deux évidements.

De manière avantageuse, la première barrière comprend trois aimants permanents, un dans chaque évidement, et la deuxième barrière de flux comprend deux aimants permanents, un dans chaque évidement latéral et la troisième et l’éventuelle quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents.

Selon une configuration de l’invention, la largeur des barrières de flux peut être constante ou décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales.

L’invention concerne aussi une machine électrique comprenant un stator et un rotor tel que décrit précédemment, ledit rotor étant logé à l’intérieur dudit stator.

De préférence, ladite machine électrique est du type machine électrique synchro-réluctante.

Liste des figures

D'autres caractéristiques et avantages du rotor et de la machine électrique selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.

[Fig 1]

La représente un exemple de rotor selon l’art antérieur.

[Fig 2]

La illustre un rotor de machine électrique selon l’invention.

[Fig 3]

La illustre un exemple d’ergot ou de gorge d’un évidement de rotor de machine électrique selon l’invention.

L’invention concerne un rotor pour machine électrique, notamment une machine électrique par exemple du type à aimants enterrés et plus particulièrement de type synchro-réluctante assistée d’aimants permanents. En outre, la présente invention concerne une machine électrique, de préférence de type synchro-réluctante, comprenant un rotor selon l’invention et un stator, le rotor étant disposé au sein du stator coaxialement à celui-ci.

On appelle « aimants enterrés » des aimants qui sont insérés au sein même du rotor, au contraire d’aimants de surface qui sont seulement disposés sur la surface du rotor et qui sont seulement séparés du stator par une lame d’air correspondant au jeu fonctionnel entre le stator et le rotor (ce jeu étant généralement appelé « entrefer »).

Selon l’invention, le rotor pour machine électrique comprend :
- un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
- une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor.

Chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres et chaque barrière de flux comprend au moins un évidement. De plus, chaque pôle magnétique comprend au moins un aimant permanent dans un évidement.

Les évidements des barrières de flux sont axiaux. En d’autres termes, les évidements s’étendent dans la direction axiale (longitudinale), c’est-à-dire le long de l’axe du rotor en traversant le rotor sur toute sa longueur axiale.

Les aimants permanents permettent de générer un flux magnétique, permettant la rotation du rotor par la création d’un champ magnétique tournant pouvant être généré aussi par le stator. Les barrières de flux permettent de guider le champ magnétique généré par le rotor et par l’au moins un aimant permanent vers l’entrefer (l’entrefer étant l’espace formé entre la périphérie du rotor et le stator), de manière à limiter les fuites de flux magnétique et augmenter les performances (notamment couple et puissance) de la machine électrique. Une paire de pôles magnétiques comprend deux pôles magnétiques de polarité opposée.

Selon l’invention, chaque évidement est formé entre deux lignes, par exemple entre une ligne supérieure et une ligne inférieure. Les lignes supérieure et inférieure délimitent les bords supérieur et inférieur des barrières de flux. Les termes « supérieur » et « inférieur » s’étendent radialement par rapport à l’axe du rotor. En d’autres, la ligne supérieure (le bord supérieur) d’un évidement est plus éloignée de l’axe du rotor que la ligne inférieure (le bord inférieur) du même évidement.

Les lignes peuvent être des lignes droites ou comprendre des lignes droites, par exemple pour la mise en place d’aimants de forme prismatique.

Alternativement ou additionnellement, les lignes peuvent être incurvées ou comprendre des lignes incurvées (associées ou non avec des lignes droites), par exemple pour la mise en place d’aimants de forme non prismatiques. Cette forme d’aimants non prismatiques permet de maximiser les performances électromagnétiques de la machine électrique.

En outre, chaque aimant permanent est adapté à être inséré dans au moins un évidement : la largeur de l’aimant permanent est sensiblement égale à la largeur de l’évidement.

De préférence, au moins un aimant permanent (de préférence, plusieurs d’entre eux) peut être adapté à être inséré dans plusieurs évidements d’un pôle magnétique de la machine électrique, de manière à limiter la diversité des géométries et des outillages. En d’autres termes, le rotor peut comprendre plusieurs aimants permanents identiques (notamment pour la forme et les dimensions).

De plus, chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot ou une gorge. On entend par « ergot » une partie mâle du corps de rotor en direction de l’aimant permanent (en saillie vers l’aimant permanent). Au contraire, on entend par « gorge » une partie femelle du corps de rotor dans la direction opposée à l’aimant. En d’autres termes, l’ergot forme une bosse sur le corps de rotor alors que la gorge forme un creux.

Avantageusement, l’ergot ou la gorge peut être agencé sur la ligne inférieure ou la ligne supérieure de l’évidement de la barrière de flux.

Conformément à une mise en œuvre de l’invention, chaque aimant permanent inséré dans un évidement qui comporte un ergot ou une gorge comprend une forme complémentaire. En d’autres termes, lorsque l’évidement comporte un ergot, l’aimant permanent peut comprendre une gorge de forme similaire à l’ergot, et inversement lorsque l’évidement comporte une gorge, l’aimant permanent peut comprendre un ergot de forme similaire à la gorge. Ainsi, l’aimant permanent est adapté à l’évidement.

Selon l’invention, l’ergot ou la gorge est défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini en liaison directe avec une desdites deux lignes et l’aimant permanent comporte une forme complémentaire à l’ergot ou à la gorge. Autrement dit, l’ergot ou la gorge de l’évidement est formé par un arc de cercle de rayon prédéfini et l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie droite. Par partie droite, on entend que l’ergot ou la gorge ne comporte aucune partie s’étendant sur une ligne droite. L’ergot forme un arc de cercle convexe et la gorge forme un arc de cercle concave.

Grâce à cet ergot ou cette gorge de profil arrondi lié directement à la ligne sur laquelle il est implanté, l’aimant peut être guidé pour sa mise en place dans l’évidement et il bénéficie d’un degré de liberté en rotation pour faciliter sa mise en place : ainsi, le montage de l’aimant peut être réalisé sans contraindre l’aimant. De plus, cet ergot ou cette gorge permet d’assurer le maintien en position de l’aimant au cours du temps.

Cette forme particulière permet également d’utiliser toute la section de l’évidement pour insérer un aimant permanent : il n’est plus nécessaire de prévoir des volumes d’air de part et d’autre de l’aimant permanent. Ainsi, on peut augmenter les performances électromagnétiques de la machine électrique et cette configuration permet une optimisation mécanique plus aisée. Cela permet également de réduire le coût de l’outillage de de fabrication de la lamination à l’échelle industrielle.

Selon une configuration de l’invention, les gorges ou ergots de différents évidements ou d’un même évidement peuvent être définis par des profils arrondis en arc de centre de rayon prédéfini différents. Par exemple, l’un des gorges ou ergots peut avoir un premier rayon prédéfini qui est différent d’un deuxième rayon prédéfini d’une autre gorge ou ergot.

De manière avantageuse, chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré. La forme non prismatique peut notamment être adaptée lorsque l’évidement s’étend entre deux lignes incurvées. Ces formes permettent d’augmenter les performances de la machine électrique. La forme prismatique des aimants permet une réalisation plus classique et est adaptée à des évidements s’étendant notamment entre deux lignes droites.

Les aimants permanents prismatiques ou non prismatiques peuvent être réalisées par usinage par exemple ou par des techniques de frittage des poudres ou par une injection.

Avantageusement, le rayon prédéfini peut être compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1,2 mm. Un tel rayon permet à la fois le guidage et le maintien en position de l’aimant tout en assurant une mise en place facilitée de l’aimant permanent dans l’évidement. Il offre donc un excellent compromis.

Selon une configuration de l’invention, l’ergot ou la gorge peut être positionné(e) sur la ligne de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor (sur la ligne inférieure de l’évidement).

Alternativement, l’ergot ou la gorge peut être positionné(e) sur la ligne de l’évidement la plus éloignée de l’axe de rotation du rotor (sur la ligne supérieure de l’évidement).

De préférence, chaque évidement dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un seul et unique ergot ou une seule et unique gorge. L’unique ergot ou l’unique gorge peut être sur la ligne supérieure ou sur la ligne inférieure mais si une ligne comprend un ergot ou une gorge, l’autre ligne de l’évidement ne comporte ni ergot ni gorge. En effet, la mise en place de l’aimant est facilitée en maintenant un degré de liberté en rotation, ce qui ne serait pas le cas si l’évidement comprenait au moins deux ergots, au moins deux gorges ou au moins un ergot et une gorge.

Avantageusement, l’ergot ou la gorge peut ne comporter aucune partie plane ou droite. En effet, en ne comportant aucune partie plane ou droite, l’aimant conserve un degré de liberté en rotation autour de l’ergot ou de la gorge pour faciliter son introduction dans l’évidement.

Selon une configuration de l’invention, l’ergot ou la gorge peut être ouvert(e) sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80 et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°. Cette ouverture permet de maintenir le degré de liberté en rotation pour faciliter la mise en place de l’aimant, tout en assurant son guidage dans l’évidement et son maintien en position. L’ouverture est définie par l’ouverture de l’arc de cercle formé par le rayon de courbure de l’ergot ou la gorge.

Selon une variante de l’invention, le corps de rotor peut comprendre trois ou quatre barrières de flux. En effet, plus le corps de rotor comprend de barrières de flux, et mieux le champ magnétique est guidé. Le nombre de trois ou quatre barrières offre un excellent compromis entre les performances attendues et la complexité de fabrication.

De préférence, la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comporte chacune trois évidements. Un des trois évidements de ces première et deuxième barrières de flux est un évidement central : il est positionné sur un axe de symétrie radial des barrières de flux et l’évidement central est symétrique de part et d’autre de cet axe de symétrie radial. Les deux autres évidements des première et deuxième barrières de flux sont des évidements latéraux (périphériques), un évidement latéral de chaque côté de l’évidement central. Les évidements latéraux sont symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial.

Les deux évidements latéraux sont ainsi positionnés et espacés de part et d’autre d’un évidement central.

Pour cette configuration, les évidements de chaque barrière de flux interne forment sensiblement un U (selon une section transversale à l’axe du rotor, qui correspond au plan d’une tôle constituant le corps de rotor), le fond du U étant formé par l’évidement central, et les segments opposés du U étant formés par les évidements latéraux.

Les tôles du corps de rotor peuvent être réalisées en matériau ferromagnétique de manière à guider le flux magnétique créé par des aimants permanents et éventuellement le bobinage statorique. Les évidements des barrières de flux peuvent être obtenus par des perforations dans les tôles empilées formant le corps de rotor, et les ponts magnétiques sont formés par la tôle elle-même.

Pour cette configuration, de manière préférée, la troisième barrière de flux peut comprendre (ou consister) deux évidements (qui sont deux évidements latéraux symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial) et l’éventuelle quatrième barrière de flux peut également comprendre (ou consister) deux évidements (qui sont deux évidements latéraux symétriques l’un par rapport à l’autre par rapport à l’axe de symétrie radial).

Un tel rotor permet ainsi de mieux guider le champ magnétique vers le stator et d’augmenter le couple réluctant.

Avantageusement, la première barrière de flux peut comprendre trois (et de préférence seulement trois) aimants permanents, un dans chaque évidement, et la deuxième barrière de flux peut comprendre deux (et de préférence seulement deux) aimants permanents, un dans chaque évidement latéral. En outre, la troisième et l’éventuel quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents. Cette configuration permet de maximiser la densité de couple et de puissance de la machine, en limitant la quantité d’aimants permanents nécessaire. La limitation du nombre d’aimants permanents permet de réduire aussi les contraintes industrielles sur les dimensions des aimants permanents ainsi que le coût de fabrication.

Avantageusement, la largeur des barrières de flux (des évidements des barrières de flux notamment) peut être décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales. Autrement dit, la largeur des différents évidements des différentes barrières de flux diminue depuis le centre vers les extrémités radiales des barrières de flux. Cette configuration permet de maximiser la densité de couple et de puissance de la machine électrique.

De préférence, les aimants peuvent alors avoir une forme adaptée avec une épaisseur décroissante, correspondante à la largeur des évidements dans lesquels ils sont insérés, depuis le centre vers l’extérieur du corps de rotor.

Alternativement, la largeur des barrières de flux peut être constante depuis le centre vers les extrémités radiales, de manière à simplifier la fabrication des tôles et des aimants permanents par exemple.

De préférence, les aimants peuvent alors avoir une forme adaptée avec une épaisseur constante, correspondante à la largeur des évidements dans lesquels ils sont insérés, depuis le centre vers l’extérieur du corps de rotor.

La illustre, de manière schématique et non limitative, un rotor pour machine électrique selon l’invention. La est une vue partielle d’un rotor selon une section transversale, qui représente un seul pôle du rotor de la machine électrique.

Le rotor comporte plusieurs pôles magnétiques et chaque pôle magnétique comprend au moins une barrière de flux. Ici, le pôle magnétique représenté comprend trois barrières de flux.

La première barrière de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comprend un évidement central 3 et deux évidements latéraux 2a et 2b ; la deuxième barrière de flux, en partant du centre vers l’extérieur, comprend deux évidement latéraux 4a et 4b et un évidement central 11 et la troisième barrière de flux comprend deux évidements latéraux 5.

Les évidement latéraux 5 de la troisième barrière de flux ne comporte aucun aimant permanent. Les évidements latéraux 2a, 2b, 4a, 4b des première et deuxième barrière de flux et l’évidement central 3 de la première barrière de flux comportent des aimants permanents dont la forme est sensiblement identique à la forme des évidements dans lesquels ils sont insérés. Ainsi, il n’y a pas de perte de volume des évidements où une partie du volume serait seulement constituée d’air et générant ainsi une perte électromagnétique.

Les évidements représentés sont formés entre des lignes, une ligne supérieure et une ligne inférieure. Par exemple, l’évidement latéral 4a est formé entre la ligne inférieure 17 et la ligne supérieure 18. Tel que représenté, les lignes inférieure 17 et supérieure 18 sont des lignes incurvées mais elles pourraient être ou comprendre des lignes droites.

Chaque évidement 2a, 2b, 3, 4a et 4b dans lequel un aimant permanent est inséré comprend ici un (et un seul) ergot 12, 13, 14, 15, 16 (alternativement il pourrait comprendre une gorge) formant une partie mâle orientée en direction de l’aimant permanent à l’intérieur de l’évidement. L’ergot 12, 13, 14, 15, 16 forme une partie arrondie en arc de cercle partant directement de la ligne inférieure et rejoignant directement la ligne inférieure. L’ergot 12, 13, 14, 15, 16 ne comporte donc aucune partie droite (ou plane) et n’est constitué que du profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini.

Les ergots 12, 13, 14, 15, 16 sont représentés sur les lignes inférieures des différents évidements 2a, 2b, 3, 4a et 4b mais ils pourraient tout aussi bien être représentés sur les lignes supérieures de ces différents évidements.

Lorsque les ergots sont remplacés par des gorges, celles-ci forment des parties femelles en direction opposée à l’aimant permanent. La gorge forme une partie arrondie en arc de cercle partant directement de la ligne inférieure et rejoignant directement la ligne inférieure.

La gorge ne comporte donc ici aucune partie droite (ou plane) et n’est constitué que du profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini.

Chaque aimant permanent a une forme adaptée à la forme de l’évidement dans lequel il est inséré. Notamment, chaque aimant permanent comporte une forme complémentaire à l’ergot 12, 13, 14, 15, 16 ou à la gorge de l’évidement. Lorsque l’évidement comprend un ergot, l’aimant permanent comprend alors une forme complémentaire sous forme de rainure en arc de cercle (ou une gorge) dont le rayon est sensiblement égal au rayon prédéfini de l’ergot. Lorsque l’évidement comprend une gorge, l’aimant permanent comprend alors une forme complémentaire sous forme de protrusion en arc de cercle (ou un ergot) dont le rayon est sensiblement égal au rayon prédéfini de la gorge.

La illustre, de manière schématique et non limitative, un exemple de gorge ou d’ergot d’un évidement de rotor selon l’invention.

Le rotor comprend au moins un évidement dans lequel est mis en place un aimant permanent. L’évidement comprend un ergot (en direction de l’aimant permanent, formant une partie mâle) ou une gorge (en direction opposée à l’aimant permanent, formant une partie femelle) 21. L’aimant permanent a une forme complémentaire à cet ergot ou à cette gorge 21.

L’ergot ou la gorge 21 est un profil arrondi en forme d’arc de cercle de rayon prédéfini R, de préférence entre 0,5 mm et 2 mm, de préférence proche de 1 mm.

Le profil arrondi en arc de cercle part de la ligne 20 formant une extrémité de l’évidement et rejoint la ligne 20. La ligne 20 peut être une ligne supérieure ou une ligne inférieure de l’évidement, elle peut être droite ou incurvée ou comprendre des parties droites et/ou des parties incurvées.

L’ergot ou la gorge 21 forme un profil arrondi en arc de cercle de rayon prédéfini R et dont le centre de cet arc de centre correspond au point C. L’ergot ou la gorge 21 est ouvert sur un angle θ compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.

Claims (12)

1. Rotor pour machine électrique comprenant :
   - un corps de rotor, formé par un empilage de tôles, de préférence configuré pour être positionné sur un arbre de rotor, et
   - une pluralité de paires de pôles magnétiques répartis circonférentiellement sur le corps de rotor, chaque pôle magnétique comprenant au moins une barrière de flux, de préférence au moins deux barrières de flux situées radialement les unes au-dessus des autres, chaque barrière de flux comprenant au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5), chaque pôle magnétique comprenant au moins un aimant permanent dans un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b),
   chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b, 11, 5) étant formé entre deux lignes (17, 18), chaque aimant permanent étant adapté à être inséré dans au moins un évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b), caractérisé en ce que chaque évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel un aimant permanent est inséré comporte un ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou une gorge (21), l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21) étant défini par un profil arrondi avec un rayon prédéfini (R) en liaison directe avec une desdites deux lignes (17, 18, 20), l’aimant permanent comportant une forme complémentaire à l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou à la gorge (21).
2. Rotor selon la revendication 1, dans lequel chaque aimant permanent a une forme non prismatique ou prismatique pour s’adapter à la forme de l’évidement (2a, 2b, 3, 4a, 4b) dans lequel il est inséré.
3. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le rayon prédéfini (R) est compris entre 0,5 et 2 mm, de préférence entre 0,8 et 1,2 mm.
4. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21) est positionné sur la ligne (17) de l’évidement la plus proche de l’axe de rotation du rotor.
5. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21) ne comporte aucune partie plane ou droite.
6. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ergot (12, 13, 14, 15, 16) ou la gorge (21) est ouvert sur un angle compris entre 60° et 150°, de préférence entre 80° et 120° et de manière encore préférée entre 90° et 100°.
7. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps de rotor comprend trois ou quatre barrières de flux.
8. Rotor selon la revendication 7, dans lequel la première et la deuxième barrières de flux, en partant du centre vers l’extérieur, ont chacune trois évidements, un desdits trois évidements étant un évidement central (3, 11) et les deux autres étant des évidements latéraux (2a, 2b, 4a, 4b), la troisième barrière de flux ayant deux évidements (5) et l’éventuel quatrième barrière de flux ayant deux évidements.
9. Rotor selon la revendication 8, dans lequel la première barrière comprend trois aimants permanents, un dans chaque évidement (2a, 2b, 3), dans lequel la deuxième barrière de flux comprend deux aimants permanents, un dans chaque évidement latéral (4a, 4b) et dans lequel la troisième et l’éventuelle quatrième barrières de flux ne comprennent pas d’aimants permanents.
10. Rotor selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la largeur des barrières de flux est constante ou décroissante depuis le centre vers les extrémités radiales.
11. Machine électrique comprenant un stator et un rotor selon l’une des revendications précédentes, ledit rotor étant logé à l’intérieur dudit stator.
12. Machine électrique selon la revendication 11, pour laquelle ladite machine électrique est du type machine électrique synchro-réluctante.