Brevet FR2492020A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne un rotor d'un palier magnétique à vitesse de rotation élevée. On utilise les paliers magnétiques pour les machi- nes qui tournent à grande vitesse (comme par exemple un séparateur centrifuge ou une turbomachine), ce qui permet de profiter des caractéristiques telles que l'absence de con- tact mécanique, un faible couple de friction et l'absence de nécessité de lubrification. Un palier du type à commande radiale comprend un électroaimant 1 placé dans la direction radiale, la puissance absorbée par l'électro-aimant étant commandée par un dispositif électrique de commande (non représenté), et il supporte un rotor 2 dans l'air, comme le montrent les figures 1 et 2. Un noyau de fer de l'électro- aimant 1 et un circuit magnétique de rotor 3 sont formés par des matières feuilletées à magnétisme doux (essentiellement du fer au silicium) ayant d'excellentes caractéristiques électromagnétiques, afin de réduire les pertes par courants parasites. Pour l'électro-aimant 1 qui demeure constamment fixe, on peut choisir la matière des t8les en ne considérant que les caractéristiques électromagnétiques. Cependant, pour le circuit magnétique de rotor 3, il est nécessaire de choisir la matière et de concevoir la structure de façon qu'elle soit capable de résister à la force centrifuge qui est créée par sa rotation, et de tenir compte également des caractéristiques électromagnétiques. Le circuit magnétique de rotor classique n'a pas une struc- ture capable de résister à la force centrifuge et il n'est conçu qu'en considérant les caractéristiques électromagnéti- ques. La limitation qui existe en ce qui concerne une vitesse de rotation élevée dépend donc de la résistance à la traction du circuit magnétique de rotor, et il est donc difficile d'augmenter la vitesse de rotation. Bien qu'il soit sovhaitable d'utiliser pour le circixt magnétique de rotor une matière ayant d'excellentes caractéristiques du point de vue électrique comme du point de vue mécanique, il est difficile d'obtenir en pratique une telle matière. Un but de l'inven- tion est dé supprimer les inconvénients indiqués ci-dessus et de parvenir à une vitesse de rotation plus élevée en utilisant une tôle à magnétisme doux ayant d'excellentes caractéristiques électromagnétiques, afin d'améliorer le rendement de la conversion électromagnétique, et en utili- sant une matière ayant une excellente résistance mécanique afin d'augmenter la résistance mécanique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente une coupe du palier magné- tique classique, La figure 2 représente une coupe selon la ligne A-A' de la figure 1, et La figure 3 représente une coupe d'un mode de réalisation de l'invention. On va maintenant considérer la figure 3 sur laquelle la référence 4 désigne un axe de rotor, la réfé- rence 5 désigne une tôle à magnétisme doux ayant d'excellen- tes caractéristiques électromagnétiques, la référence 6 désigne une tôle de renfort consistant en une matière ayant une excellente résistance mécanique (par exemple de l'acier à ressort, de l'acier autotrempant (fabriqué par la firme INCO aux E.U.A), ou une matière analogue, ces aciers ayant respectivement des résistances à la traction de 12 000 bars et de 18 000 bars, soit environ 3 à 4,5 fois celles du fer au silicium), la référence 3 désigne un circuit magnétique de rotor constitué par les tôles à magnétisme doux 5 et les tôles de renfort 6. La référence 7 désigne un écrou destiné à bloquer le circuit magnétique de rotor 3 sur l'axe 4 du rotor. Lorsqu'on fait tourner le circuit magnétique de rotor 3 ayant la structure indiquée ci-dessus, les tôles à magnétisme doux 5 et les tôles de renfort 6 sont déformées par la force centrifuge. Les tôles de renfort 6 se déforment moins que les tôles à magnétisme doux 5, ce qui est dû évidemment à leur excellente résistance mécanique. Ainsi, du fait que les tôles à magnétisme doux 5 sont adjacentes aux tôles de renfort 6 (dont la déformation est faible), la force de friction qui apparaît entre les tôles de renfort 6 et les tôles à magnétisme doux 5 bloquées par l'écrou 7 empêchent une déformation importante des tôles à magnétisme doux 5. Comme il est représenté et conformément à l'invention, les tôles de renfort 6 restreignent la déformation des tôles à magnétisme doux 5 sous l'effet de la force centrifuge, ce qui élève la vitesse limitée correspondant à la destruction des tôles à magnétisme doux, et permet donc d'élever la vitesse limitée correspondant à la destruction du palier. Si on utilise des matières non magnétiques (par exemple de l'acier inoxydable) pour les tôles de renfort, le taux de variation des forces s'exerçant dans les régions en regard de l'électro-aimant et du circuit magnétique de rotor et s'opposant au déplacement dans la direction axiale devient élevé, ce qui améliore la rigidité dans la direc- tion axiale. Au lieu d'utiliser l'écrou 7 pour bloquer le cir- cuit magnétique de rotor, on peut fixer ce dernier en emmanchant une frette sur l'axe de rotor 4, dans la direc- tion axiale, en remplacement de l'écrou 7, sans effectuer un blocage par un filetage. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Palier magnétique pour rotation à grande vitesse, du type commandé dans la direction radiale, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit magnétique de rotor qui consiste en un empilement de tôles à magnétisme doux et de tôles de renfort, ces dernières étant constituées par une matière ayant une meilleure résistance mécanique que la matière des tôles à magnétisme doux.