Brevet FR3079978A1 — publié le 20191011

Couronne de rotor pour rotor d'une machine électrique et rotor comprenant une telle couronne La présente invention concerne le domaine des machines électriques tournantes, notamment de type synchrone. Plus particulièrement des rotors, la présente invention concerne les rotors utilisés dans une telle machine électrique. Une machine électrique tournante comprend principalement un stator, un rotor, sans connexion physique avec le stator, et un arbre de transmission de couple solidaire du rotor. Ledit rotor comprend une pluralité de bobines alimentées en courant continu et créant un champ magnétique du rotor. On connaît actuellement les rotors, dont un exemple est illustré sur la figure 1, comprenant deux couronnes de rotor, de forme annulaire, fixées respectivement d'un côté du bobinage. Tel qu'illustré sur la figure 1, le rotor 10 comprend une pluralité de bobinages (non référencés) montés chacun radialement sur un pôle du rotor, autour d'un arbre d'entraînement 14. Chaque bobinage comprend un guide de tête de bobine et une bobine 12. Le rotor 10 comprend en outre deux couronnes identiques 16 de forme annulaire et destinées à venir en contact axial avec les bobines 12. Chacune des couronnes 16 est fixée axialement à des cales 18 disposées respectivement entre chaque bobinage par des moyens de fixation 19 de type visseries. De telles couronnes dépassent axialement l'encombrement du bobinage et augmentent considérablement le poids du rotor. Le but de l'invention est d'optimiser le poids d'un rotor, et notamment des couronnes de rotor. L'invention a également pour objectif de simplifier la fabrication et les opérations d'assemblage d'une telle couronne de rotor avec un rotor. 2 La présente invention a pour objet une couronne de rotor pour un rotor à pôles saillants de machine électrique synchrone comprenant une pluralité de bobinages comportant des guides de tête de bobine et des bobines associées. 5 Ladite couronne présente une forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de bobine du bobinage, sans s'étendre axialement au-delà desdites bobines. Avantageusement, la couronne de rotor comprend des portions sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec 10 un guide de tête associé et reliées entre elles par une projection radiale s'étendant radialement vers le centre du rotor. Ainsi, la couronne de rotor épouse la forme du bobinage et ne s'étend pas axialement au-delà dudit bobinage, ce qui permet de réduire leur encombrement et leur poids. 15 Par exemple, les portions arrondies et les projections radiales sont disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°. Le nombre de portions arrondies et de projections radiales est avantageusement égal au nombre de bobinages. La couronne peut être fixée, par ses projections radiales 20 axialement à des cales disposées respectivement entre deux bobinages adjacents, par exemple par des moyens de fixation de type visseries. La couronne est, par exemple, réalisée en matériau métallique, par exemple en aluminium. Selon un second aspect, l'invention concerne un rotor à pôles 25 saillants pour machine synchrone comprenant une pluralité de bobinages montés chacun radialement autour d'un pôle du rotor, et ensemble angulairement autour d'un arbre d'entraînement et comportant des guides de tête de bobine et des bobines associées. Ledit rotor comprend au moins une couronne de rotor, telle que 30 décrite précédemment, disposée d'un côté latéral du rotor. Par exemple, chaque portion arrondie est en appui radial sur un épaulement extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine. 3 Les portions arrondies sont avantageusement disposées radialement entre d'une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine et d'autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor. Les extrémités radiales des têtes de pôle du 5 rotor s'étendent ainsi radialement au-delà des portions arrondies. Ainsi, les projections radiales ne dépassent pas radialement des extrémités radiales externes des cales et ne dépassent donc pas non plus radialement du bobinage du rotor. Selon un mode de réalisation, le rotor comprend deux 10 couronnes identiques entre elles et disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor. Selon un troisième aspect, l'invention concerne une machine électrique comprenant un stator et un rotor tel que décrit précédemment. 15 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente, en perspective, un rotor comprenant 20 deux couronnes de rotor selon l'état de la technique ; la figure 2 représente, en perspective, un rotor comprenant deux couronnes de rotor selon la présente invention ; et la figure 3 représente, en perspective, une couronne de rotor selon la figure 2. 25 Tel qu'illustré à la figure 2, un rotor 20 à pôles saillants pour une machine électrique de type synchrone, comprend une pluralité de bobinages 22 montés chacun radialement autour d'un pôle saillant du rotor et ensemble angulairement autour d'un arbre d'entraînement 24. Chaque bobinage 22 comprend un guide de tête de bobine 22a et une 30 bobine 22b. Chaque guide de tête de bobine 22a est disposé axialement sur un pôle saillant de manière à faciliter le bobinage autour de ce pôle. Il 4 fait par exemple partie d'un dispositif de guidage tel que décrit dans le brevet FR2984034. Le rotor 20 comprend en outre deux couronnes identiques 26 de forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de 5 bobine 22a du bobinage 22. Les couronnes 26 sont disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor. Chacune des couronnes 26, visible en détails sur la figure 3, comprend à cet effet des portions 26a sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec un guide de tête 22a 10 associé et reliées entre elles par une projection radiale 26b s'étendant radialement vers l'arbre d'entraînement 24 du rotor. Plus précisément chaque portion arrondie 26a appuie radialement sur l'épaulement le plus extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a. Les portions 26a arrondies et les projections radiales 26b sont 15 disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°. Ainsi, les couronnes de rotor 26 épousent la forme du bobinage 22 et ne s'étendent pas axialement au-delà dudit bobinage. De préférence, chaque épaulement le plus extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a ne recouvre pas entièrement la tête 20 30 du pôle associé, ses dimensions radiales étant plus petites que celles de la tête de pôle 30, de sorte qu'un espace est disponible radialement entre la tête de pôle 30 et l'épaulement du guide de tête de bobine 22a. Les portions arrondies 26a sont disposées dans cet espace et ne s'étendent pas ainsi non plus radialement du bobinage du rotor. 25 En d'autres termes, les portions arrondies 26a sont disposées radialement entre d'une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine 22a et d'autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor 30. Les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor 30 s'étendent ainsi radialement au-delà des portions 30 arrondies 26a. Les projections radiales 26b ne dépassent pas radialement des extrémités radiales externes des cales 28 et ne dépassent donc pas non plus radialement du bobinage du rotor. 5 Chaque couronne 26 est fixée, par ses projections radiales 26b axialement à des cales 28 disposées respectivement entre deux bobinages 22 adjacents par des moyens de fixation 29 de type visseries. En variante les couronnes 26 sont fixées entre elles par des 5 vis traversantes passant par les cales 28, et serrant les couronnes sur ces cales. De telles couronnes réduisent l'encombrement du bobinage, ainsi que le poids du rotor, d'assemblage. 10 En effet, la masse et sont simples de fabrication et est fortement réduite par des couronnes rapport aux couronnes de l'état de la technique. L'équilibrage de chaque couronne 26 est effectué par exemple par ajout de matière radialement sur les portions arrondies 26a, ou sur les projections radiales 26b. 15 Les couronnes 26 sont, par exemple, réalisées en matériau métallique, tel que, par exemple de l'aluminium. Elles sont par exemple réalisées par moulage, usinage, forgeage ou impression 3D. Dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, chaque couronne 26 comprend huit portions arrondies 26a associées chacune à un 20 bobinage 22 et huit projections radiales s'étendant chacune radialement entre deux bobinages adjacents. En variante, on pourrait prévoir un nombre différents de portions arrondies et de projections radiales. De manière générale, le nombre de portions arrondies et de projections radiales est égal au 25 nombre de bobinages. De telles couronnes réduisent l'encombrement du bobinage, ainsi que le poids du rotor. En effet, la masse des couronnes est fortement réduite par rapport aux couronnes de l'état REVENDICATIONS1. Couronne de rotor pour un rotor (10) à pôles saillants de machine électrique synchrone comprenant une pluralité de bobinages (22) comportant des guides de tête de bobine (22a) et des bobines (22b) associées, ladite couronne (26) présentant une forme configurée pour venir entourer radialement les guides de tête de bobine (22a) du bobinage (22), sans s'étendre axialement au-delà desdites bobines (22b). 2. Couronne de rotor selon la revendication 1, comprenant des portions (26a) sensiblement arrondies respectivement en concordance de forme avec un guide de tête (22a) associé et reliées entre elles par une projection radiale (26b) s'étendant radialement vers le centre du rotor (10). 3. Couronne de rotor selon la revendication 2, dans laquelle les portions (26a) arrondies et les projections radiales (26b) sont disposées de manière alternée sur une circonférence de 360°. 4. Couronne de rotor selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le nombre de portions arrondies (26a) et de projections radiales (26b) est égal au nombre de bobinages (22). 5. Couronne de rotor selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle la couronne (26) est fixée, par ses projections radiales (26b) axialement à des cales (28) disposées respectivement entre deux bobinages (22) adjacents. 6. Couronne de rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couronne est réalisée en matériau métallique. 7. Rotor (10) à pôles saillants pour machine synchrone comprenant une pluralité de bobinages (22) montés chacun radialement autour d'un pôle du rotor et ensemble angulairement autour d'un arbre d'entraînement (24) et comportant des guides de tête de bobine (22a) et des bobines (22b) associées, ledit rotor comprenant au moins une 7 couronne de rotor (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes, disposée d'un côté latéral du rotor. 8. Rotor (10) selon la revendication 7 et la revendication 2, dans lequel chaque portion arrondie (26a) est en appui radial sur un 5 épaulement extérieur au rotor de chaque guide de tête de bobine (22a). 9. Rotor (10) selon la revendication 8, dans lequel les portions arrondies (26a) sont disposées radialement entre d'une part les épaulements extérieurs au rotor de chaque guide de tête de bobine (22a) et d'autre part les extrémités radiales des têtes de pôle du rotor 10 (30). 10. Rotor (10) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant deux couronnes (26) identiques entre elles et disposées respectivement de chaque côté latéral du rotor. 11. Machine électrique comprenant un stator et un rotor selon 15 l'une quelconque des revendications 7 à 10.