Brevet FR3033100A1 — publié le 20160826

- 1 - DISPOSITIF DE GUIDAGE POUR ROTOR DE MACHINE TOURNANTE La présente invention concerne un dispositif de guidage pour rotor de machine tournante. L'invention concerne encore un rotor comprenant un tel dispositif de guidage. Le dispositif de la présente invention est notamment dédié aux machines tournantes, telles que machines électriques ou alternateurs, constituées d'un stator et d'un rotor, ledit rotor comprenant : - un arbre axial rotatif ; - deux roues polaires comprenant une série de griffes axiales disposées en périphérie desdites roues polaires séparées par un espace inter-griffes, un enroulement constitué par une bobine annulaire disposée à l'intérieur de la cage formée par les deux roues polaires et dont les extrémités sont reliées à un collecteur, ou bagues collectrices, monté sur l'arbre axial. Plus précisément, les deux extrémités de l'enroulement (encore appelées fils de connexion bobine) sont reliées au collecteur par l'intermédiaire de crochets diamétralement opposés. Généralement, les roues polaires comprennent un nombre pair de griffes de sorte que les rotors ainsi constitués présentent un nombre pair de pôles. Par exemple, les rotors comprennent six ou huit pôles. Ainsi, pour chaque roue polaire, deux griffes ou deux espaces inter-griffes sont diamétralement opposés. Les extrémités de l'enroulement passent dans deux espaces inter-griffes diamétralement opposés et positionnés en regard des crochets du collecteurs également diamétralement opposés, avant d'être reliés, par exemple par soudage, auxdits crochets du collecteur. Cependant, les rotors avec un nombre pair de pôles présentent des inconvénients. Par exemple, un rotor ayant huit pôles, présente une inertie plus importante qu'un rotor à sept pôles ayant pour conséquence l'augmentation du 3033100 - 2 - diamètre du rotor, de plus, l'industrialisation d'un tel rotor est difficile car le nombre d'encoches du stator associé est important, rendant mal aisée l'introduction d'un bobinage dans lesdites encoches. Un rotor ayant six pôles présente l'inconvénient majeur d'être moins 5 performant qu'un rotor de même diamètre ayant sept pôles. Il a donc été pensé un compromis entre des deux types de rotors et il a été proposé des rotors ayant sept pôles. Or avec un nombre impair de pôles, et par conséquent un nombre impair de griffes et d'espaces inter-griffes pour chaque roue polaire, deux espaces inter- 10 griffes ne sont plus diamétralement opposés mais présentent un décalage angulaire inférieur à 180° de sorte que l'une au moins des extrémités du bobinage n'arrive pas en regard de l'un des crochets du collecteur. Un but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif permettant de corriger ce décalage angulaire. 15 Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un dispositif de guidage pour rotor de machine tournante comprenant : - un arbre axial rotatif ; - deux roues polaires comprenant chacune un nombre impair de griffes définissant un nombre impair de pôles ; - un enroulement induit disposé à l'intérieur de la cage formée par les deux roues polaires et dont les extrémités sont reliées à un collecteur, 20 ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un disque présentant une ouverture centrale pour le passage de l'arbre axial rotatif et comportant au moins un plot destiné à déflecter une extrémité de l'enroulement vers une entrée du collecteur. Le dispositif de guidage selon l'invention procure ainsi plusieurs 25 avantages intéressants, notamment : - de permettre l'aiguillage des extrémités de l'enroulement présentant un décalage angulaire inférieur à 180° pour une meilleure connexion avec les entrées du collecteur qui, elles, sont diamétralement opposées ; - d'offrir une rigidité à l'ensemble du rotor. 3033100 - 3 - Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le dispositif de guidage selon l'invention comprend deux plots de déflection. Suivant une autre disposition caractéristique, le dispositif de guidage comprend une encoche disposée à proximité du ou des plot(s) de déflection. 5 Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de guidage selon l'invention est surmonté d'un élément de forme générale rectangulaire destiné au centrage d'un ventilateur, cet élément supérieur présentant une ouverture centrale pour le passage de l'arbre axial. Selon un mode d'exécution préféré, l'élément supérieur de centrage du 10 ventilateur délimite des ouvertures pour le passage d'une résine de protection des connexions. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de guidage selon l'invention est encore remarquable en ce que l'ouverture centrale pour le passage de l'arbre axial rotatif présente des ergots d'indexation destinés à 15 coopérer avec des rainures que présente l'arbre axial au niveau des entrées du collecteur. Selon un mode de d'exécution avantageux, le dispositif de guidage selon l'invention est réalisé en matériau isolant, par exemple, il est réalisé en matière plastique tel que polyamide de type PA4.6 ou PA6.6. 20 L'invention concerne encore un rotor de machine tournante comprenant un dispositif de guidage comprenant au moins l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées, ce rotor comprenant un nombre impair de pôles, par exemple comprenant entre trois et treize pôles. Selon un mode de réalisation, le dispositif de guidage est disposé sur une 25 roue polaire du coté du collecteur, c'est à dire du coté opposé à la bobine. Selon un autre mode de réalisation dans lequel le rotor comprend un moyeu, le dispositif de guidage est disposé sur une roue polaire du coté du collecteur, c'est à dire du coté opposé au moyeu de ladite roue polaire. 3033100 - 4 - L'invention concerne encore un alternateur comprenant un rotor comprenant au moins l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés 5 dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective d'un rotor comprenant un dispositif de guidage selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe axiale du rotor selon la figure 2 avec un 10 ventilateur. On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants quoique nullement limitatifs, de réalisation du dispositif de guidage selon l'invention. Dans le présent exposé et dans les revendications, le terme « déflecter » 15 signifie « modifier la direction ». Dans le présent exposé et dans les revendications, le mot « supérieur » est utilisé en référence au positionnement fonctionnel des éléments constitutifs du dispositif revendiqué tels qu'ils apparaissent sur les figures. La présente invention est destinée, de préférence, aux machines 20 tournantes, telles que machines électriques ou alternateurs, constituées d'un stator (non représenté) et d'un rotor R, ledit rotor comprenant : - un arbre axial rotatif A ; - deux roues polaires nord et sud, comprenant un nombre pair de griffes G axiales disposées en périphérie desdites roues polaires séparées par un 25 espace inter-griffes, - un enroulement constitué par une bobine annulaire (non représentée) disposée à l'intérieur de la cage formée par les deux roues polaires et dont les 3033100 - 5 - extrémités e1, e2, sont reliées à un collecteur C, ou bagues collectrices, monté sur l'arbre axial. Plus précisément, les deux extrémités de l'enroulement (encore appelées fils de connexion bobine) sont reliées au collecteur par l'intermédiaire de crochets diamétralement opposés. 5 Un rotor R est généralement associé à un ventilateur V. Pour un tel rotor présentant un nombre impair de pôles, deux griffes ou deux espaces inter-griffes opposés présentent un écart angulaire a : a = 180° - (360°/ (Np x 2)) avec Np, le nombre de pôles. Selon l'exemple représenté mais nullement limitatif, le rotor comporte sept 10 pôles, donc Np = 7, de sorte que l'écart angulaire a vaut : a = 180° - (360 ° / (7 x 2)) a = 154° Le dispositif de guidage 1 selon l'invention est constitué d'un disque 2 présentant une ouverture centrale pour le passage de l'arbre axial rotatif et 15 comportant au moins un plot 3 destiné à déflecter une extrémité de l'enroulement vers une entrée du collecteur C. De manière avantageuse, le dispositif de guidage selon l'invention comprend deux plots de déflection 3 diamétralement opposés. Ces plots permettent de guider les fils e1, e2, de connexion bobine depuis les espaces 20 inter-griffes présentant un écart angulaire a, vers les entrées du collecteur C qui elles, sont disposées à 180°. Pour un meilleur maintien des fils de connexion bobine, les plots 3 sont dimensionnés de sorte à permettre l'enroulement desdits fils autour des plots avant leur connexion au collecteur. 25 Avantageusement, le dispositif de guidage 1 comprend une encoche 4 disposée à proximité du ou des plot(s) de déflection 3, apte à recevoir les fils de connexion bobine el et e2, pour assurer un meilleur maintien de ces derniers. 3033100 - 6 - Ces encoches ont encore pour avantage intéressant de maintenir les fils de connexion bobine éloignés des roues polaires, et du ventilateur V afin d'éviter tout contact avec ces derniers, et, par conséquent, d'éventuels courts circuits. De manière avantageuse, le dispositif de guidage 1 selon l'invention est 5 surmonté d'un élément 5 de forme générale rectangulaire destiné au centrage du ventilateur V, cet élément supérieur présentant une ouverture centrale 6 pour le passage de l'arbre axial A. Avantageusement, l'élément supérieur 5 de centrage du ventilateur V délimite des ouvertures 7 pour le passage d'une résine de protection des 10 connexions. Ces ouvertures 7 sont disposés à proximités des plots 3 de sorte que ces derniers soient également recouverts de résine pour un meilleur maintient et une meilleure protection ces fils de connexion bobine e1, e2. De préférence et avantageusement, le dispositif de guidage 1 selon l'invention est encore remarquable en ce que l'ouverture centrale 6 pour le 15 passage de l'arbre axial rotatif A présente des ergots 8 d'indexation destinés à coopérer avec des rainures que présente l'arbre axial au niveau des entrées du collecteur. Les ergots 8 et les plots 3 sont disposés coaxialement. Le dispositif de guidage 1 est réalisé en tout matériau isolant. Par exemple, il est réalisé en matière plastique tel que polyamide de type PA4.6 ou 20 PA6.6. L'invention concerne encore un rotor de machine tournante comprenant un dispositif de guidage 1 comprenant au moins l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées, ce rotor comprenant un nombre impair de pôles. Par exemple, le rotor comprend un nombre de pôles compris entre trois et 25 treize. Le dispositif de guidage 1 est disposé sur une roue polaire du coté du collecteur C, c'est à dire du coté opposé à la bobine. 3033100 - 7 - Lorsque le rotor R comprend un moyeu (non représenté), le dispositif de guidage 1 est disposé sur une roue polaire du coté du collecteur C, c'est à dire du coté opposé au moyeu de ladite roue polaire. L'invention concerne encore un alternateur comprenant un rotor 5 comprenant au moins l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. REVENDICATIONS1. Dispositif de guidage (1) pour rotor (R) de machine tournante, comprenant : - un arbre axial rotatif (A) ; - deux roues polaires comprenant chacune un nombre impair de griffes (G) définissant un nombre impair de pôles ; - un enroulement induit (B) disposé à l'intérieur de la cage formée par les deux roues polaires et dont les extrémités (el, e2) sont reliées à un collecteur (C), ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un disque (2) présentant une ouverture centrale pour le passage de l'arbre axial rotatif et comportant au moins un plot (3) destiné à déflecter une extrémité de l'enroulement vers une entrée du collecteur.2. 3. 4. 5. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux plots de déflection (3). Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une encoche (4) disposées à proximité du ou des plot(s) de déflection (3). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est surmonté d'un élément (5) de forme générale rectangulaire destiné au centrage d'un ventilateur (V), cet élément supérieur présentant une ouverture centrale (6) pour le passage de l'arbre axial (A). Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément supérieur (5) de centrage du ventilateur (V) délimite des ouvertures (7) pour le passage d'une résine de protection des connexions. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'ouverture centrale (6) pour le passage de l'arbre axial rotatif (A) présente des ergots d'indexation (8) destinés à coopérer avec des rainures que présente l'arbre axial au niveau des entrées du collecteur (C). 3033100 - 9 - 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que est réalisé en matériau isolant, par exemple, il est réalisé en matière plastique tel que polyamide de type PA4.6 ou PA6.6. 5 8. Rotor (R) de machine tournante comprenant un dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ce rotor étant caractérisé en ce qu'il comprend un nombre impair de pôles, par exemple comprenant entre trois et treize pôles. 10 9. Rotor (R) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (1) est disposé du coté du collecteur c'est à dire du coté opposé à la bobine. 10. Rotor (R) selon la revendication 8 et comprenant un moyeu, caractérisé 15 en ce que le dispositif de guidage (1) est disposé sur une roue polaire du coté du collecteur c'est à dire du coté opposé au moyeu de ladite roue polaire. 11. Alternateur caractérisé en ce qu'il comprend un rotor (R) selon l'une 20 quelconque des revendications 8 à 10.