Brevet FR2955718A1 — publié le 20110729

Rotor de moteur électrique et moteur comprenant un tel rotor La présente invention concerne un rotor de moteur électrique, ainsi qu'un moteur électrique comprenant un tel rotor. L'invention concerne plus particulièrement le domaine technique des moteurs électriques, de type asynchrone. Ces moteurs asynchrones, bien connus dans le milieu industriel, sont alimentés par des courants électriques polyphasés. Ils comprennent, de façon habituelle, un stator destiné à engendrer un champ tournant, ainsi qu'un rotor propre à être mis en mouvement sous l'effet de ce champ. De façon habituelle, un tel rotor comprend un corps, lequel comporte tout d'abord un empilage de fines tôles métalliques, de part et d'autres desquelles sont prévus des organes de serrage. Ce rotor comprend en outre un enroulement rotorique, formé par des conducteurs électriques disposés en « cage d'écureuil ». Ces conducteurs sont reliés à chacune de leurs extrémités, par deux couronnes conductrices. Etant donné sa dimension radiale ainsi que sa vitesse de rotation, la périphérie du rotor peut être entraînée à des vitesses linéaires relativement élevées. Dans ces conditions, notamment lorsque l'extrémité des conducteurs fait saillie au-delà des organes de serrage, cette extrémité peut subir un phénomène de déformation. Afin de remédier à cet inconvénient, on a proposé d'entourer l'extrémité libre des conducteurs, faisant saillie au-delà de l'organe de serrage, au moyen d'un anneau de maintien. Ce dernier coiffe la périphérie extérieure de ces conducteurs, afin de tenter de limiter ce phénomène de déformation. Cette solution ne s'est cependant pas révélée totalement satisfaisante. Ceci étant précisé, l'invention vise à remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur évoqués ci-dessus. Elle vise en particulier à proposer un rotor de moteur électrique qui présente une tenue mécanique satisfaisante, même à de hautes vitesses de rotation, de sorte que le moteur est susceptible de générer de façon fiable une puissance électrique élevée. A cet effet, l'invention a pour objet un rotor de moteur électrique, notamment de type asynchrone, comprenant : - un corps cylindrique définissant un axe principal et comportant un empilement de tôles métalliques, ainsi que deux organes de serrage placés de part et d'autre de chaque extrémité axiale de cet empilement ; - un ensemble de conducteurs s'étendant le long de ce corps, de façon à former un enroulement rotorique ; - des moyens de maintien coopérant avec l'extrémité libre des conducteurs, destinés à s'opposer à la déformation de cette extrémité lors de la mise en mouvement du rotor ; caractérisé en ce que le rotor comprend en outre des moyens de liaison mécanique entre les moyens de maintien et le corps du rotor. Suivant d'autres modes de réalisation, le rotor comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de liaison mécanique comprennent des moyens de solidarisation en translation, au moins selon l'axe principal, entre le corps et les moyens de maintien ; - les moyens de solidarisation en translation comprennent un organe de solidarisation, de type circlips, coopérant à la fois avec le corps et avec les moyens de maintien ; - les moyens de liaison mécanique comprennent des moyens de solidarisation en rotation, au moins autour de l'axe principal, entre le corps et les moyens de maintien ; - les moyens de liaison mécanique comprennent deux zones en regard, appartenant respectivement au corps et aux moyens de maintien, ces deux zones coopérant par emmanchement ; - les moyens de liaison mécanique sont propres à lier mutuellement les moyens de maintien et un organe de serrage correspondant ; - les moyens de maintien comprennent un organe de maintien s'étendant au moins en partie à la périphérie extérieure du corps du rotor ; - l'organe de maintien comprend un embout de plus faible dimension radiale, coopérant avec l'organe de solidarisation de type circlips. L'invention a également pour objet un moteur électrique, notamment de type asynchrone, comprenant un rotor, tel que décrit ci-dessus. Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, avec arrachements, illustrant un rotor conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de face, avec coupe partielle, illustrant le rotor de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de ce rotor ; et - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle, illustrant la zone IV de la figure 3. Le rotor conforme à l'invention, illustré sur les figures 1 à 4, est désigné dans son ensemble par la référence 10. Ce rotor est disposé autour d'un arbre 2, lequel définit un axe géométrique longitudinal de ce rotor, noté A. Le rotor 10 appartient à un moteur électrique, notamment de type 15 asynchrone, de type bien connu dans le milieu industriel. Un tel moteur asynchrone, qui est alimenté par des courants électriques polyphasés, comprend également un stator non représenté, propre à engendrer un champ tournant, susceptible d'entraîner le rotor 10 en rotation. De manière habituelle, le rotor 10 comporte un corps 20, ainsi qu'un 20 enroulement rotorique 30 refermé sur lui-même, formant une cage d'écureuil. De façon plus précise, le corps 20 comprend tout d'abord un empilement 22 de fines tôles métalliques 24, représentées de façon très schématique sur les figures. Cet empilement de tôles coopère avec deux organes de serrage, qui sont des brides 26 disposées de part et d'autre de chaque extrémité axiale de cet empilement 22. 25 L'enroulement rotorique 30 comprend, de façon connue, un ensemble de conducteurs 32 s'étendant généralement suivant des génératrices du rotor, parallèlement les uns aux autres. Ces conducteurs 32 sont habituellement formés par des barres de cuivre, généralement de section rectangulaire. Ces conducteurs 32 sont, par exemple, agencés dans des premières encoches 33A formées sur la 30 périphérie radiale de l'empilement 22 de tôles et dans des deuxièmes encoches 33B formées dans chaque bride de serrage 26, visibles sur la figure 1. Chaque bride de serrage 26 comporte une denture à sa périphérie radiale, chaque deuxième encoche 33B étant disposée entre deux dents 33C successives de la 10 denture. La vue en coupe représentée sur la figure 4 correspond à une position angulaire autour de l'axe du rotor pour laquelle le conducteur 32 est reçu dans la deuxième encoche 33B de la bride de serrage, de sorte que les dents 33C agencées de part et d'autre dudit conducteur 32 ne sont pas visibles sur la figure 4. On note 34 les extrémités des conducteurs 32, qui font saillie au-delà des brides de serrage 26. Ces extrémités 34 sont reliées mécaniquement et électriquement les unes aux autres, de façon connue en soi, par l'intermédiaire de deux couronnes conductrices 36. Chaque extrémité axiale du rotor est par ailleurs pourvue d'une frette respective 40, dont l'une est plus particulièrement illustrée sur la figure 4. Cette frette 40, qui est généralement cylindrique, comprend un fût 42 qui coiffe l'extrémité libre 34 des différents conducteurs 32. Le fût 42 se prolonge, au-delà d'un épaulement sortant 44, par un embout 46 de plus faible épaisseur radiale. Cet embout 46 est creusé d'une gorge périphérique 48, dans laquelle est reçu un organe de retenue 50, du type circlips. Ce dernier coopère également avec la bride de serrage 26, en étant reçue dans une encoche périphérique 28, ménagée en regard de la gorge 48. A l'opposé de l'embout 46, le fût 42 s'étend à la périphérie extérieure de la couronne 36, avec interposition d'un anneau de compensation 52. Enfin, l'extrémité frontale de la frette 40 est partiellement obturée par un cache 54, destiné notamment à empêcher l'arrivée des poussières et analogues. La périphérie intérieure de la frette 40 est divisée en trois zones, dont la première 421 correspond à la région du fût en regard de l'extrémité libre 34 des conducteurs et de la couronne 36, avec interposition de l'anneau 52. On retrouve par ailleurs une zone intermédiaire du fût notée 422, qui s'étend contre les conducteurs 32 (figure 4) et contre l'extrémité de la bride de serrage 26. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, l'extrémité de la bride en contact avec la zone intermédiaire 422 du fût correspond à l'extrémité radiale extérieure de chaque dent 33C. Enfin, la face intérieure de l'embout 46 coiffe la bride de serrage 26, avec présence du circlips 50. La frette 40 est solidarisée en rotation et en translation par rapport au corps 20 du rotor, par l'intermédiaire de l'emmanchement de la zone 422 du fût 42, autour de l'extrémité de la bride, cet emmanchement créant des efforts de friction empêchant sensiblement toute rotation et toute translation de la frette 40 par rapport au corps 20. En complément, la solidarisation en translation de la frette 40 par rapport au corps 20 du rotor est également assurée par la présence du circlips 50, lequel empêche tout débattement axial. En service, lorsque le rotor 10 est entraîné à de hautes vitesses de rotation, les éléments mécaniques placés à sa périphérie extérieure sont entraînés à des vitesses linéaires très élevées. Par conséquent, l'extrémité libre 34 des conducteurs a tendance à se déformer, ce qui induit des efforts correspondants s'exerçant sur la frette 40. Or, étant donné que cette frette 40 coopère avec le corps 20 du rotor, la liaison mécanique existant entre ces deux organes autorise une reprise, par le corps 20 du rotor, d'au moins une partie des efforts s'exerçant sur cette frette 40. Par conséquent, l'invention assure une réduction de la déformation de l'extrémité libre des conducteurs. Ceci est à comparer avec l'état de la technique, qui prévoit de faire appel à un anneau de maintien, lequel coopère uniquement avec l'extrémité libre des conducteurs et la couronne terminale, mais n'est pas lié mécaniquement au corps du rotor. On conçoit par conséquent que, grâce à l'invention, le rotor est susceptible d'atteindre des vitesses élevées, sans cependant induire de déformation inacceptable des conducteurs. De la sorte, ceci confère au moteur la possibilité de générer une puissance électrique importante, même dans le cas de telles vitesses de rotation.25 REVENDICATIONS1.- Rotor (10) de moteur électrique, notamment de type asynchrone, comprenant : - un corps cylindrique (20) définissant un axe principal (A) et comportant un empilement (22) de tôles métalliques (24), ainsi que deux organes de serrage (26) placés de part et d'autre de chaque extrémité axiale de cet empilement ; - un ensemble de conducteurs (32) s'étendant le long de ce corps, de façon à former un enroulement rotorique (30) ; - des moyens de maintien (40) coopérant avec l'extrémité libre (34) des conducteurs (32), destinés à s'opposer à la déformation de cette extrémité lors de la mise en mouvement du rotor ; caractérisé en ce que le rotor comprend en outre des moyens (33C, 422, 50) de liaison mécanique entre les moyens de maintien (40) et le corps (20) du rotor. 2.- Rotor (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique comprennent des moyens de solidarisation en translation (33C, 422, 50), au moins selon l'axe principal (A), entre le corps (20) et les moyens de maintien (40). 3.- Rotor (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation en translation comprennent un organe de solidarisation, de type circlips (50), coopérant à la fois avec le corps (20) et avec les moyens de maintien (40). 4.- Rotor (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique comprennent des moyens de solidarisation en rotation (33C, 422), au moins autour de l'axe principal (A), entre le corps (20) et les moyens de maintien (40). 5.- Rotor (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique comprennent deux zones en regard (33C, 422), appartenant respectivement au corps (20) et aux moyens de maintien (40), ces deux zones coopérant par emmanchement. 6.- Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison mécanique sont propres à liermutuellement les moyens de maintien (40) et un organe de serrage correspondant (26). 7.- Rotor (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien comprennent un organe de maintien (40) s'étendant au moins en partie à la périphérie extérieure du corps (20) du rotor. 8.- Rotor (10) selon la revendication 3, prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe de maintien (40) comprend un embout (46) de plus faible dimension radiale, coopérant avec l'organe de solidarisation de type circlips (50). 9. Moteur électrique, notamment de type asynchrone, comprenant un rotor (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.