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FR3157975A1 - AXIAL STACK OF METAL PLATES FOR AN ELECTRIC MACHINE ROTOR - Google Patents

AXIAL STACK OF METAL PLATES FOR AN ELECTRIC MACHINE ROTOR Download PDF

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FR3157975A1
FR3157975A1 FR2315397A FR2315397A FR3157975A1 FR 3157975 A1 FR3157975 A1 FR 3157975A1 FR 2315397 A FR2315397 A FR 2315397A FR 2315397 A FR2315397 A FR 2315397A FR 3157975 A1 FR3157975 A1 FR 3157975A1
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FR
France
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plates
stack
passage
members
passages
Prior art date
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Pending
Application number
FR2315397A
Other languages
French (fr)
Inventor
Augustin Bellet
Rostislav Hadas
Satish SAGA
Mohamed Khanchoul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Japan Co Ltd
Original Assignee
Valeo Japan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Japan Co Ltd filed Critical Valeo Japan Co Ltd
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Publication of FR3157975A1 publication Critical patent/FR3157975A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets

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Abstract

L’invention concerne un empilement axial d’axe X de plaques (14) métalliques pour un rotor de machine électrique, ledit empilement comportant des organes de fixation (22) axiaux, lesdites plaques (14) étant immobilisées transversalement par rapport à l’axe X par l’intermédiaire desdits organes (22) traversant des passages (24) pour lesdits organes (24) formés dans lesdites plaques (14), une section transversale desdits organes (22) étant de surface inférieure à une surface d’une section transversale desdits passages (24), la section de chaque passage (24) dans l’une au moins des plaques étant délimitée par un profil (P) configuré pour immobiliser transversalement chaque organe (22) dans ledit passage (24), afin d’éviter un cintrage desdits organes (22) au travers desdits passages (24). Figure pour l'abrégé : Figure 4 The invention relates to an axial stack of metal plates (14) along the X axis for an electric machine rotor, said stack comprising axial fixing members (22), said plates (14) being immobilized transversely relative to the X axis by means of said members (22) passing through passages (24) for said members (24) formed in said plates (14), a cross-section of said members (22) having a surface area smaller than a surface area of a cross-section of said passages (24), the cross-section of each passage (24) in at least one of the plates being delimited by a profile (P) configured to immobilize each member (22) transversely in said passage (24), in order to prevent bending of said members (22) through said passages (24). Figure for abstract: Figure 4

Description

EMPILEMENT AXIAL DE PLAQUES METALLIQUES POUR UN ROTOR DE MACHINE ELECTRIQUEAXIAL STACK OF METAL PLATES FOR AN ELECTRIC MACHINE ROTOR Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention

L’invention concerne un empilement axial de plaques métalliques pour un rotor de machine électrique, un rotor de machine électrique comportant un tel empilement, et une machine électrique comportant un tel rotor.The invention relates to an axial stack of metal plates for an electric machine rotor, an electric machine rotor comprising such a stack, and an electric machine comprising such a rotor.

Arrière-plan techniqueTechnical background

Un moteur électrique comporte un rotor monté tournant dans un stator. Le rotor est généralement réalisé sous la forme de tôles dite « feuilletées », c’est-à-dire sous la forme d’un empilement axial de plaques.An electric motor has a rotor mounted to rotate in a stator. The rotor is generally made in the form of so-called "laminated" sheets, that is to say in the form of an axial stack of plates.

Les plaques doivent être maintenues axialement les unes contre les autres au sein de l’empilement. A cet effet, des organes de fixations axiaux traversent des passages formés dans les plaques.The plates must be held axially against each other within the stack. For this purpose, axial fixing members pass through passages formed in the plates.

Par souci de compacité, et pour ne pas pratiquer dans les plaques d’ouvertures supplémentaires qui risqueraient de perturber l’orientation radiale des lignes de flux magnétique, les passages sont conventionnellement confondus avec des lumières oblongues servant à guider radialement le flux.For the sake of compactness, and to avoid having additional openings in the plates which might disturb the radial orientation of the magnetic flux lines, the passages are conventionally combined with oblong slots used to guide the flux radially.

De ce fait, les passages sont nécessairement d’une taille nettement supérieure à celle des organes de fixation. Il en résulte que, lors du montage du rotor et de l’assemblage des plaques métalliques, les organes de fixation axiaux ne sont, dans le meilleur des cas, retenus dans les passages que radialement vers l’extérieur, mais ne sont retenus dans ces passages ni tangentiellement, ni radialement vers l’intérieur. Les organes de fixation étant susceptibles de mouvements tangentiels et radiaux vers l’intérieur du rotor au travers des passages, il existe donc un risque élevé de cintrage de ces organes de fixation au travers de ces passages lors de l’assemblage des plaques et au cours du fonctionnement du rotor .As a result, the passages are necessarily of a size significantly larger than that of the fastening members. As a result, during assembly of the rotor and assembly of the metal plates, the axial fastening members are, at best, only retained in the passages radially outwards, but are not retained in these passages either tangentially or radially inwards. Since the fastening members are susceptible to tangential and radial movements towards the inside of the rotor through the passages, there is therefore a high risk of bending of these fastening members through these passages during assembly of the plates and during operation of the rotor.

Il existe donc un réel besoin d’un empilement de plaques métalliques qui permette à la fois de proposer une orientation adéquate du flux magnétique et d’assurer un maintien optimal des organes de fixation dans les passages selon les directions radiales et tangentielles.There is therefore a real need for a stack of metal plates which allows both to provide adequate orientation of the magnetic flux and to ensure optimal support of the fixing members in the passages in the radial and tangential directions.

L’invention satisfait à ce besoin en proposant des plaques ayant des passages particuliers aptes à immobiliser les organes de fixation dans ces passages.The invention meets this need by proposing plates having particular passages capable of immobilizing the fixing members in these passages.

Dans ce but, l’invention propose un empilement axial d’axe X de plaques métalliques pour un rotor de machine électrique, ledit empilement comprenant en outre des organes de fixation axiaux, lesdites plaques étant immobilisées transversalement par rapport à l’axe X par l’intermédiaire des organes de fixation traversant des passages pour lesdits organes formés dans lesdites plaques, une section transversale desdits organes étant de surface inférieure à une surface d’une section transversale desdits passages, la section de chaque passage dans l’une au moins des plaques étant délimitée par un profil configuré pour immobiliser transversalement chaque organe dans ledit passage, afin d’éviter un cintrage desdits organes au travers desdits passages.For this purpose, the invention proposes an axial stack of X axis of metal plates for an electric machine rotor, said stack further comprising axial fixing members, said plates being immobilized transversely with respect to the X axis by means of the fixing members passing through passages for said members formed in said plates, a cross section of said members having a surface area less than a surface area of a cross section of said passages, the section of each passage in at least one of the plates being delimited by a profile configured to immobilize transversely each member in said passage, in order to avoid bending of said members through said passages.

L’utilisation d’un profil spécifique pour chaque passage d’au moins une des plaques de l’empilement permet d’immobiliser transversalement - c’est-à-dire radialement et tangentiellement - l’organe de fixation dans ce passage, et limite ainsi le risque de cintrage de cet organe puisqu’il est maintenu dans toutes les directions transversales, ceci au moins au niveau de cette plaque de l’empilement.The use of a specific profile for each passage of at least one of the plates of the stack makes it possible to immobilize transversely - that is to say radially and tangentially - the fixing member in this passage, and thus limits the risk of bending of this member since it is maintained in all transverse directions, at least at the level of this plate of the stack.

La conformation des passages selon un profil particulier permet de se dispenser d’éléments de maintien supplémentaires et permet d’assurer un maintien satisfaisant des organes de fixation du seul fait de la découpe particulière des passages dans la ou les plaques choisies à cette fin. Autrement dit, lesdits passages ne servent pas seulement à laisser passer lesdits organes de fixation mais aussi à les maintenir, ceci tout en offrant la ou les fonctions liées à leur grande section, supérieure à la section desdits organes de fixation, à commencer par un allègement du poids dudit empilement.The conformation of the passages according to a particular profile makes it possible to dispense with additional holding elements and ensures satisfactory holding of the fixing members solely due to the particular cutting of the passages in the plate(s) chosen for this purpose. In other words, said passages do not only serve to allow said fixing members to pass through but also to hold them, while offering the function(s) linked to their large section, greater than the section of said fixing members, starting with a reduction in the weight of said stack.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention :According to other characteristics of the invention:

- la section de chaque passage est délimitée par ledit profil pour l’ensemble des plaques,- the section of each passage is delimited by said profile for all the plates,

- le profil de chaque passage comporte un bord d’extrémité radiale extérieure épousant une première partie d’une surface externe de chaque organe et deux bords opposés intermédiaires, au moins un desdits bords intermédiaires comportant un ergot faisant saillie vers l’intérieur du passage et apte à immobiliser une deuxième partie de la surface externe de chaque organe,- the profile of each passage comprises an outer radial end edge matching a first part of an external surface of each member and two intermediate opposite edges, at least one of said intermediate edges comprising a lug projecting towards the inside of the passage and capable of immobilizing a second part of the external surface of each member,

- le bord d’extrémité radiale extérieure et ledit au moins un ergot délimitent une première sous-section du passage ouverte entre ledit au moins un ergot et le bord intermédiaire opposé,- the outer radial end edge and said at least one lug delimit a first subsection of the passage open between said at least one lug and the opposite intermediate edge,

- chaque bord intermédiaire comporte un dit ergot, lesdits ergots étant opposés tangentiellement l’un à l’autre.- each intermediate edge has a said lug, said lugs being tangentially opposite each other.

- chaque organe est cylindrique,- each organ is cylindrical,

- des parois du bord d’extrémité radiale extérieure et les ergots au contact dudit organe ont même rayon de courbure que ledit organe,- walls of the outer radial end edge and the lugs in contact with said member have the same radius of curvature as said member,

- le reste du passage détermine une deuxième sous-section jointive à la première sous-section et également ouverte entre les deux ergots,- the remainder of the passage determines a second subsection adjoining the first subsection and also open between the two lugs,

- une surface de la deuxième sous-section est supérieure à celle de la première sous-section,- an area of the second subsection is greater than that of the first subsection,

- un bord d’extrémité radiale intérieure de la deuxième sous-section a un rayon de courbure supérieur au rayon de courbure dudit organe,- an inner radial end edge of the second subsection has a radius of curvature greater than the radius of curvature of said member,

- la section du passage a une forme de 8,- the section of the passage has the shape of an 8,

- chaque plaque comporte une série de lumières oblongues d’orientation radiale réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X,- each plate has a series of oblong lights of radial orientation distributed angularly in a regular manner around the X axis,

- lesdites lumières sont configurées pour orienter radialement les lignes de flux magnétique dans ledit rotor,- said lights are configured to radially orient the magnetic flux lines in said rotor,

- chaque passage est constitué d’une desdites lumières oblongues,- each passage consists of one of said oblong lights,

- les lumières oblongues formant passages d’organes alternent angulairement avec les lumières oblongues dépourvues d’organes,- the oblong lumens forming organ passages alternate angularly with the oblong lumens devoid of organs,

- des ouvertures oblongues rectilignes d’orientation radiale réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X et formant passages d’organes générateurs de flux alternent angulairement avec les lumières oblongues,- rectilinear oblong openings of radial orientation distributed angularly in a regular manner around the X axis and forming passages for flow-generating organs alternate angularly with the oblong lights,

- les organes générateurs de flux magnétique sont des aimants permanents ou des bobinages,- the magnetic flux generating organs are permanent magnets or windings,

- les organes de fixation sont des rivets.- the fixing elements are rivets.

L’invention concerne aussi un rotor de machine électrique d’axe X comportant un empilement de plaques du type décrit précédemment.The invention also relates to an X-axis electric machine rotor comprising a stack of plates of the type described above.

Avantageusement, un rotor de machine électrique muni d’un tel empilement de plaques permet de garantir une grande fiabilité de fonctionnement de par l’immobilisation des organes de fixation et un rendement optimal de par la ou les fonctions offertes par les passages de grande section.Advantageously, an electric machine rotor equipped with such a stack of plates guarantees high operational reliability through the immobilization of the fixing members and optimal efficiency through the function(s) offered by the large section passages.

Selon une autre caractéristique du rotor, celui-ci comporte deux flasques d’extrémité agencés axialement de part et d’autre dudit empilement, lesdits flasques maintenant les plaques serrées dans l’empilement et étant fixés à des extrémités des organes de fixation axiaux.According to another characteristic of the rotor, the latter comprises two end plates arranged axially on either side of said stack, said plates holding the plates clamped in the stack and being fixed to the ends of the axial fixing members.

L’invention concerne enfin une machine électrique comportant un rotor du type décrit précédemment.The invention finally relates to an electric machine comprising a rotor of the type described above.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:

FIG. 1LaFIG. 1est une vue de côté d’un rotor de machine électrique connu de l’état de l’art ; FIG. 1 There FIG. 1 is a side view of a rotor of an electric machine known from the state of the art;

FIG. 2LaFIG. 2est une vue en perspective d’un flasque d’extrémité et des organes de fixation du rotor de machine électrique de l’état de l’art ; FIG. 2 There FIG. 2 is a perspective view of an end plate and fixing members of the rotor of a state-of-the-art electric machine;

FIG. 3LaFIG. 3est une vue en coupe transversale d’un premier mode de réalisation d’un empilement de plaques pour un rotor de machine électrique selon l’invention ; FIG. 3 There FIG. 3 is a cross-sectional view of a first embodiment of a plate stack for an electric machine rotor according to the invention;

FIG. 4LaFIG. 4est une vue en coupe transversale d’un second mode de réalisation d’un empilement de plaques pour un rotor de machine électrique selon l’invention. FIG. 4 There FIG. 4 is a cross-sectional view of a second embodiment of a plate stack for an electric machine rotor according to the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

On a représenté à laFIG. 1un rotor 10 de machine électrique selon l’invention. Le rotor de 10 machine électrique 10 et ses constituants seront décrits en référence aux directions du trièdre "X", "R", "T", ou "X" désigne la direction axiale, "R" désigne la direction transversale radiale et "T" désigne la direction transversale tangentielle.We represented at the FIG. 1 an electric machine rotor 10 according to the invention. The electric machine rotor 10 and its components will be described with reference to the trihedron directions "X", "R", "T", where "X" denotes the axial direction, "R" denotes the radial transverse direction and "T" denotes the tangential transverse direction.

Le rotor 10 est destiné à coopérer électromagnétiquement avec un stator d’une machine électrique (non représenté). Le rotor 10 est un rotor d’axe X comportant un corps formé d’un empilement 12 de plaques métalliques 14. Un tel rotor est constitué de l'empilement de plaques métalliques et permet de former un flux magnétique à l'intérieur tout en réduisant l'échauffement du circuit magnétique, cet échauffement étant causé par les pertes par courants de Foucault.. Les plaques sont liées en rotation à un axe 16 du rotor. Le rotor 10 comporte deux flasques 18 d’extrémité qui sont agencés axialement de part et d’autre de l’empilement 12. Les flasques 18 maintiennent les plaques 14 serrées selon l’axe X dans l’empilement 12 et elles sont fixées à des extrémités 20 d’organes de fixation axiaux 22 qui traversent les plaques 14. Sur laFIG. 1, les organes de fixation axiaux 22 qui ont été représentés sont des vis, dont les extrémités 20 opposées comportent des têtes de vis et des écrous, mais il sera compris que cette disposition n’est pas limitative de l’invention, et que les organes de fixation pourraient être autres que des vis, comme on le verra dans la suite de la présente description. Le rotor 10 est relié de manière fixe à un arbre de rotor 16 par frettage.The rotor 10 is intended to cooperate electromagnetically with a stator of an electrical machine (not shown). The rotor 10 is an X-axis rotor comprising a body formed from a stack 12 of metal plates 14. Such a rotor is made up of the stack of metal plates and makes it possible to form a magnetic flux inside while reducing the heating of the magnetic circuit, this heating being caused by eddy current losses. The plates are linked in rotation to an axis 16 of the rotor. The rotor 10 comprises two end flanges 18 which are arranged axially on either side of the stack 12. The flanges 18 keep the plates 14 clamped along the X axis in the stack 12 and they are fixed to ends 20 of axial fixing members 22 which pass through the plates 14. On the FIG. 1 , the axial fixing members 22 which have been shown are screws, the opposite ends 20 of which comprise screw heads and nuts, but it will be understood that this arrangement is not limiting of the invention, and that the fixing members could be other than screws, as will be seen in the remainder of this description. The rotor 10 is fixedly connected to a rotor shaft 16 by shrink fitting.

Comme l’illustre laFIG. 3, les organes de fixation axiaux 22 traversent des passages 24 pour ces organes qui sont formés dans les plaques 14.As illustrated by the FIG. 3 , the axial fixing members 22 pass through passages 24 for these members which are formed in the plates 14.

Il peut survenir, comme l’illustrent les figures 3 et 4, qu’une section transversale des organes 22 présente une surface inférieure à une surface d’une section transversale des passages 24.It may occur, as illustrated in Figures 3 and 4, that a cross-section of the members 22 has a surface area less than a surface area of a cross-section of the passages 24.

C’est notamment le cas lorsque les passages 24 n’ont pas pour seule fonction que de permettre le passage des organes 22, mais ont aussi une autre fonction, à commencer par une diminution de poids. En outre, les plaques 14 d’un empilement de plaques 12 d’un rotor 10 peuvent comporter une série de lumières oblongues d’orientation radiale réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X. Ces lumières sont notamment configurées pour que le matériau métallique restant autour de ces lumières permette d’orienter radialement les lignes de flux magnétique dans le rotor 10.This is particularly the case when the passages 24 do not have the sole function of allowing the passage of the members 22, but also have another function, starting with a reduction in weight. In addition, the plates 14 of a stack of plates 12 of a rotor 10 may comprise a series of oblong slots of radial orientation distributed angularly in a regular manner around the axis X. These slots are in particular configured so that the metallic material remaining around these slots makes it possible to radially orient the magnetic flux lines in the rotor 10.

À ce titre, il sera compris que toute découpe supplémentaire pratiquée dans les plaques 14 peut modifier l'orientation des lignes de flux magnétique de manière non désirée. C’est pourquoi, de préférence, il est souhaitable que les organes de fixation axiaux 22 ne traversent pas de perçages spécifiques mais traversent les lumières oblongues 24, c’est-à-dire en d’autres termes qu’au moins une partie des lumières oblongues forme également les passages 24 pour les organes de fixation 22. Ceci permet d’éviter de modifier l’orientation des lignes de flux dans les plaques 14. Dans la suite de la description, on décrira les lumières et les passages sous la même référence 24, par simplification.In this respect, it will be understood that any additional cutout made in the plates 14 may modify the orientation of the magnetic flux lines in an undesired manner. This is why, preferably, it is desirable that the axial fixing members 22 do not pass through specific holes but pass through the oblong slots 24, that is to say in other words that at least a part of the oblong slots also forms the passages 24 for the fixing members 22. This makes it possible to avoid modifying the orientation of the flux lines in the plates 14. In the remainder of the description, the slots and the passages will be described under the same reference 24, for simplification.

La forme des passages 24 s’inscrit ici dans une forme sensiblement allongée ovale qui est dictée par le respect de l’orientation radiale suivant la direction R des lignes de flux dans le rotor. De ce fait, elle ne peut être que faiblement modifiée afin de ne pas affecter les performances du rotor.The shape of the passages 24 here falls within a substantially elongated oval shape which is dictated by compliance with the radial orientation along the direction R of the flow lines in the rotor. As a result, it can only be slightly modified so as not to affect the performance of the rotor.

Sur laFIG. 3, les organes 22 sont globalement immobilisés suivant la direction radiale R, de l’intérieur vers l’extérieur par une partie radialement externe des passages.On the FIG. 3 , the organs 22 are generally immobilized along the radial direction R, from the inside to the outside by a radially external part of the passages.

A laFIG. 2, on a représenté des organes de fixation 22 réalisés sous la forme de rivets, initialement fixés à deux flasques d’extrémité 18 dans un rotor de l’état de l’art. Les rivets 22 sont pressés dans la direction axiale pendant le processus de rivetage, ce qui conduit à risque de cintrage des rivets. Le cintrage des rivets 22 au travers des passages 24 a conduit à une rupture d’une partie des extrémités 20 des organes de fixation 22 et à la séparation de l’un des deux flasques d’extrémité 18. Cette configuration n’est pas acceptable car elle est synonyme de destruction du rotor 10 et donc de la machine électrique qui en est équipée.To the FIG. 2 , fastening members 22 are shown in the form of rivets, initially fixed to two end plates 18 in a state-of-the-art rotor. The rivets 22 are pressed in the axial direction during the riveting process, which leads to a risk of bending of the rivets. The bending of the rivets 22 through the passages 24 led to a breakage of a part of the ends 20 of the fastening members 22 and to the separation of one of the two end plates 18. This configuration is not acceptable because it is synonymous with destruction of the rotor 10 and therefore of the electrical machine equipped therewith.

Pour remédier à cet inconvénient, l’invention propose des plaques 14 ayant des passages 24 aptes à maintenir les organes de fixation 22 dans ces passages 24.To overcome this drawback, the invention proposes plates 14 having passages 24 capable of holding the fixing members 22 in these passages 24.

A cet effet, comme l’illustrent les figures 3 et 4, la section de chaque passage 24 dans l’une au moins des plaques 14 est délimitée par un profil P qui est configuré pour immobiliser transversalement chaque organe 22 dans le passage 24. Cette configuration permet avantageusement, en maintenant les organes 22 dans les passages 24 de cette plaque 14, de limiter les risques d’un cintrage de ces organes 22 au travers des passages 24.For this purpose, as illustrated in Figures 3 and 4, the section of each passage 24 in at least one of the plates 14 is delimited by a profile P which is configured to immobilize transversely each member 22 in the passage 24. This configuration advantageously makes it possible, by maintaining the members 22 in the passages 24 of this plate 14, to limit the risks of bending of these members 22 through the passages 24.

Plus particulièrement, comme l’illustrent les figures 3 et 4, le profil P de chaque passage 24 de la plaque 14 comporte en premier lieu un bord 26 d’extrémité radiale extérieure qui épouse une première partie 28 d’une surface externe de chaque organe 22. Ce bord 26 permet, comme cela a été décrit précédemment, d’immobiliser radialement les organes 22 suivant la direction R, de l’intérieur vers l’extérieur de la plaque 14.More particularly, as illustrated in Figures 3 and 4, the profile P of each passage 24 of the plate 14 firstly comprises an outer radial end edge 26 which matches a first part 28 of an external surface of each member 22. This edge 26 makes it possible, as described previously, to radially immobilize the members 22 in the direction R, from the inside to the outside of the plate 14.

Le profil P comporte en outre deux bords 30, 32 opposés intermédiaires. Au moins un des bords 30, 32 opposés intermédiaire comporte un ergot 34, 36 faisant saillie vers l’intérieur du passage 24. Cet ergot 34, 36 est apte à immobiliser une deuxième partie correspondante 38 de la surface externe de chaque organe 22. Cet ergot 34, 36 délimite une première sous-section 25 du passage P qui est ouverte entre l’ergot 34, 36 et le bord intermédiaire 32, 30 opposé, et qui reçoit l’intégralité de la section de l’organe 22.The profile P further comprises two intermediate opposite edges 30, 32. At least one of the intermediate opposite edges 30, 32 comprises a lug 34, 36 projecting towards the inside of the passage 24. This lug 34, 36 is capable of immobilizing a second corresponding part 38 of the external surface of each member 22. This lug 34, 36 delimits a first subsection 25 of the passage P which is open between the lug 34, 36 and the opposite intermediate edge 32, 30, and which receives the entire section of the member 22.

Dans la pratique, chacun des bords 30, 32 opposés comporte un ergot respectif 32, 34 faisant saillie vers l’intérieur du passage 24, les ergots 32, 34 étant tangentiellement opposés. Les ergots 34, 36 immobilisent une deuxième partie correspondante 38 de la surface externe de chaque organe 22. Les ergots 34, 36 délimitent la première sous-section 25 du passage P qui est ouverte entre l’ergot 34, 36 et l’ergot 36, 34 opposé.In practice, each of the opposite edges 30, 32 has a respective lug 32, 34 projecting towards the inside of the passage 24, the lugs 32, 34 being tangentially opposite. The lugs 34, 36 immobilize a second corresponding part 38 of the external surface of each member 22. The lugs 34, 36 delimit the first subsection 25 of the passage P which is open between the lug 34, 36 and the opposite lug 36, 34.

Dans ce cas, la deuxième partie correspondante 38 de la surface externe de chaque organe 22 comporte plus précisément deux sous–parties 38a, 38b qui sont sensiblement radialement opposées à la partie 28 de la surface externe de l’organe 22 associé au bord 26 d’extrémité radiale extérieure du passage 24. De la sorte, la coopération des ergots 34, 36 avec les deux sous-parties 38a, 38b permet d’immobiliser l’organe 22 suivant la direction radiale R de l’extérieur vers l’intérieur et également suivant la direction tangentielle T. De ce fait, l’organe 22 se retrouve immobilisé dans toutes les directions par le passage 24 de la plaque 14 et donc globalement dans toutes les directions transversales par rapport au rotor 10.In this case, the second corresponding part 38 of the external surface of each member 22 comprises more precisely two sub-parts 38a, 38b which are substantially radially opposite to the part 28 of the external surface of the member 22 associated with the outer radial end edge 26 of the passage 24. In this way, the cooperation of the lugs 34, 36 with the two sub-parts 38a, 38b makes it possible to immobilize the member 22 in the radial direction R from the outside to the inside and also in the tangential direction T. As a result, the member 22 is immobilized in all directions by the passage 24 of the plate 14 and therefore generally in all transverse directions relative to the rotor 10.

Comme on l’a vu, les organes 22 sont donc immobilisés par le profil particulier de tous les passages de la plaque 14. De préférence, la section de chaque passage 24 sera ainsi délimitée pour le profil P pour l’ensemble des plaques 14 du rotor 10, afin d’assurer un maintien des organes 22 suivant toute la longueur du rotor. Il est également possible d’envisager une alternance de plaques comportant des passages 24 munis de profils P et de plaques dépourvues de ce profil, sans limitation de l’invention.As has been seen, the members 22 are therefore immobilized by the particular profile of all the passages of the plate 14. Preferably, the section of each passage 24 will thus be delimited for the profile P for all the plates 14 of the rotor 10, in order to ensure that the members 22 are held along the entire length of the rotor. It is also possible to envisage an alternation of plates comprising passages 24 provided with profiles P and plates devoid of this profile, without limitation of the invention.

Avantageusement, pour permettre au passage 24 de jouer son rôle précédemment décrit d’orientation des lignes de champ suivant la direction radiale, chaque passage 24 n’est pas refermé autour de l’organe 22.Advantageously, to allow the passage 24 to play its previously described role of orienting the field lines in the radial direction, each passage 24 is not closed around the member 22.

Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, chaque organe 22 est cylindrique. Comme on l’a vu précédemment en référence à laFIG. 1les organes 22 peuvent être des vis. Toutefois, de préférence, le rotor 10 comporte des flasques 18 d’extrémité et les organes 22 sont des rivets qui sont rivetés à leurs extrémités dans les flasques 18.In the preferred embodiment of the invention, each member 22 is cylindrical. As seen previously with reference to the FIG. 1 the members 22 may be screws. However, preferably, the rotor 10 has end plates 18 and the members 22 are rivets which are riveted at their ends into the plates 18.

Avantageusement, des parois du bord 26 d’extrémité radiale extérieure et le ou les ergots 34, 36 au contact de l’organe 22 ont même rayon de courbure que l’organe 22.Advantageously, walls of the outer radial end edge 26 and the lug(s) 34, 36 in contact with the member 22 have the same radius of curvature as the member 22.

Le reste du passage 24 détermine une deuxième sous-section 27 qui est jointive à la première sous-section 25 et qui est également ouverte entre un ergot 34, 36 et le bord opposé 32, 30 lorsque le passage 24 ne comporte qu’un ergot 34, 36, ou entre les deux ergots 34, 36 lorsqu’il en comporte deux. Ceci permet que le matériau métallique de la plaque 14 ne soit pas refermé entre l’ergot 34, 36 et le bord 32, 30 opposé lorsque le passage ne comporte qu’un ergot 34, 36, ou entre les ergots 34, 36 lorsque le passage 24 en comporte deux ce qui modifierait sensiblement l’orientation des lignes de flux.The remainder of the passage 24 determines a second subsection 27 which is contiguous to the first subsection 25 and which is also open between a lug 34, 36 and the opposite edge 32, 30 when the passage 24 only has one lug 34, 36, or between the two lugs 34, 36 when it has two. This allows the metallic material of the plate 14 not to be closed between the lug 34, 36 and the opposite edge 32, 30 when the passage only has one lug 34, 36, or between the lugs 34, 36 when the passage 24 has two, which would significantly modify the orientation of the flow lines.

Par ailleurs, pour conserver globalement une surface du passage 24 équivalent à celle du passage 24 dépourvu d’ergots 34, 36, une surface de la deuxième sous-section 27 est supérieure à celle de la première sous-section 25.Furthermore, to generally maintain a surface area of the passage 24 equivalent to that of the passage 24 without lugs 34, 36, a surface area of the second subsection 27 is greater than that of the first subsection 25.

LaFIG. 3illustre un premier mode de réalisation de l’invention dans lequel seules les parties des ergots 34, 36 qui sont au contact de l’organe 22 ont même rayon de courbure que l’organe 22. Cette configuration permet de limiter au strict nécessaire la différence entre la section P du passage 24 selon l’invention et un passage 24 de forme ovale le plus optimal pour l’orientation des lignes de flux. Toutefois, la conformation du passage 24 selon cette forme nécessite l’utilisation d’un emporte-pièce de forme particulière ou d’un procédé de découpe complexe.There FIG. 3 illustrates a first embodiment of the invention in which only the parts of the lugs 34, 36 which are in contact with the member 22 have the same radius of curvature as the member 22. This configuration makes it possible to limit to the strict minimum the difference between the section P of the passage 24 according to the invention and a passage 24 of oval shape which is the most optimal for the orientation of the flow lines. However, the conformation of the passage 24 according to this shape requires the use of a punch of a particular shape or a complex cutting process.

LaFIG. 4illustre un second mode de réalisation simplifié de l’invention dans lequel les première et deuxième sous-section sont sensiblement de forme circulaires ou ovales, ce qui permet d’en assurer la réalisation beaucoup plus simplement, que ce soit avec un emporte-pièce ou par un autre procédé de découpe. Dans ce cas particulier, un bord d’extrémité radiale intérieure 40 de la deuxième sous-section 27 a un rayon de courbure supérieur au rayon de courbure de l’organe 22. De ce fait, la section du passage 24 a une forme de 8.There FIG. 4 illustrates a second simplified embodiment of the invention in which the first and second subsections are substantially circular or oval in shape, which makes it much simpler to produce them, whether with a die cutter or by another cutting method. In this particular case, an inner radial end edge 40 of the second subsection 27 has a radius of curvature greater than the radius of curvature of the member 22. As a result, the section of the passage 24 has the shape of an 8.

Il n’est pas nécessaire que chaque lumière oblongue de la plaque 14 joue le rôle d’un passage d’organe 22, dans la mesure où un nombre limité d’organes 22 permet d’assurer le maintien des plaques 14 les unes avec les autres. Aussi, de préférence, comme l’illustrent les figures 3 et 4, les lumières oblongues 24 formant passages d’organes 22 alternent angulairement avec les lumières oblongues 24 dépourvues d’organes 22.It is not necessary for each oblong lumen of the plate 14 to act as a passage for a member 22, since a limited number of members 22 makes it possible to ensure that the plates 14 are held together. Also, preferably, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the oblong lumens 24 forming passages for members 22 alternate angularly with the oblong lumens 24 without members 22.

Bien entendu, cette configuration n’est pas limitative de l’invention, et une répartition angulaire différente des organes 22 autour de l’axe X des plaques 14 pourrait conduire à une configuration dans laquelle deux ou plusieurs lumières oblongues 24 dépourvues d’organes 22 alterneraient avec des lumières oblongues 24 formant passages d’organes 22.Of course, this configuration is not limiting of the invention, and a different angular distribution of the members 22 around the axis X of the plates 14 could lead to a configuration in which two or more oblong slots 24 without members 22 would alternate with oblong slots 24 forming passages for members 22.

Ici, les plaques 14 présentent en outre des ouvertures oblongues 42 rectilignes d’orientation radiale réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X afin de permettre le passage d’organes générateurs de flux (non représentés), tels que des bobinages ou des aimants.Here, the plates 14 also have rectilinear oblong openings 42 of radial orientation distributed angularly in a regular manner around the axis X in order to allow the passage of flux-generating members (not shown), such as windings or magnets.

Dans le mode de révélation préféré de l’invention, ces lumières 42 alternent angulairement avec les lumières oblongues 24.In the preferred embodiment of the invention, these lights 42 alternate angularly with the oblong lights 24.

L’invention permet donc de fiabiliser avantageusement un rotor de machine électrique comportant un empilage de plaques et ce, à moindre coût, puisqu’elle ne nécessite qu’une modification de la découpe des lumières oblongues 24 lors de la fabrication des plaques 14.The invention therefore makes it possible to advantageously make an electric machine rotor comprising a stack of plates more reliable, and at a lower cost, since it only requires a modification of the cutting of the oblong slots 24 during the manufacture of the plates 14.

Claims (10)

Empilement (12) axial d’axe X de plaques (14) métalliques pour un rotor (10) de machine électrique, ledit empilement comprenant en outre des organes de fixation (22) axiaux, lesdites plaques (14) étant immobilisées transversalement par rapport à l’axe X par l’intermédiaire desdits organes (22) de fixation traversant des passages (24) pour lesdits organes (24) formés dans lesdites plaques (14), une section transversale desdits organes (22) étant de surface inférieure à une surface d’une section transversale desdits passages (24), la section de chaque passage (24) dans l’une au moins des plaques étant délimitée par un profil (P) configuré pour immobiliser transversalement chaque organe (22) dans ledit passage (24), afin d’éviter un cintrage desdits organes (22) au travers desdits passages (24).Axial stack (12) of axis X of metal plates (14) for a rotor (10) of an electric machine, said stack further comprising axial fixing members (22), said plates (14) being immobilized transversely relative to the axis X by means of said fixing members (22) passing through passages (24) for said members (24) formed in said plates (14), a cross-section of said members (22) having a surface area smaller than a surface area of a cross-section of said passages (24), the section of each passage (24) in at least one of the plates being delimited by a profile (P) configured to immobilize transversely each member (22) in said passage (24), in order to avoid bending of said members (22) through said passages (24). Empilement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la section de chaque passage (24) est délimitée pour ledit profil (P) pour l’ensemble des plaques (14)Stack according to the preceding claim, characterized in that the section of each passage (24) is delimited for said profile (P) for all of the plates (14) Empilement (12) de plaques (14) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le profil (P) de chaque passage (24) comporte un bord (26) d’extrémité radiale extérieure épousant une première partie (28) d’une surface externe de chaque organe (22) et deux bords opposés intermédiaires (30, 32), au moins un desdits bords intermédiaires comportant un ergot (34, 36) faisant saillie vers l’intérieur du passage (24) et apte à immobiliser une deuxième partie (38, 38a, 38b) de la surface externe de chaque organe (22), le bord d’extrémité radiale extérieure (26) et ledit au moins un ergot (34, 36) délimitant une première sous-section (25) du passage (P) ouverte entre ledit au moins un ergot (34, 36) et le bord intermédiaire (30, 32) opposé.Stack (12) of plates (14) according to one of the preceding claims, in which the profile (P) of each passage (24) comprises an outer radial end edge (26) matching a first part (28) of an external surface of each member (22) and two opposite intermediate edges (30, 32), at least one of said intermediate edges comprising a lug (34, 36) projecting towards the inside of the passage (24) and capable of immobilizing a second part (38, 38a, 38b) of the external surface of each member (22), the outer radial end edge (26) and said at least one lug (34, 36) delimiting a first subsection (25) of the passage (P) open between said at least one lug (34, 36) and the opposite intermediate edge (30, 32). Empilement (12) de plaques (14) selon la revendication précédente dans lequel chaque bord intermédiaire (30, 32) comporte un dit ergot (34, 36), lesdits ergots étant opposés tangentiellement l’un à l’autre.Stack (12) of plates (14) according to the preceding claim in which each intermediate edge (30, 32) comprises a said lug (34, 36), said lugs being tangentially opposite each other. Empilement (12) de plaques (14) selon la revendication précédente, dans lequel chaque organe (22) est cylindrique et dans lequel des parois du bord (26) d’extrémité radiale extérieure et les ergots (34, 36) au contact dudit organe (22) ont même rayon de courbure que ledit organe (22).Stack (12) of plates (14) according to the preceding claim, in which each member (22) is cylindrical and in which the walls of the outer radial end edge (26) and the lugs (34, 36) in contact with said member (22) have the same radius of curvature as said member (22). Empilement (12) de plaques (14) selon l’une quelconque des revendication 4 et 5, dans lequel le reste du passage (24) détermine une deuxième sous-section (27) jointive à la première sous-section (27) et également ouverte entre les deux ergots (34, 36), une surface de la deuxième sous-section (27) étant supérieure celle de la première sous-section (25).Stack (12) of plates (14) according to any one of claims 4 and 5, in which the remainder of the passage (24) determines a second subsection (27) adjoining the first subsection (27) and also open between the two lugs (34, 36), a surface of the second subsection (27) being greater than that of the first subsection (25). Empilement (12) de plaques (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plaque (24) comporte une série de lumières oblongues d’orientation radiale réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X, lesdites lumières étant configurées pour orienter radialement les lignes de flux magnétique dans ledit rotor (10), chaque passage (24) étant constitué d’une desdites lumières oblongues.Stack (12) of plates (14) according to any one of the preceding claims, in which each plate (24) comprises a series of oblong slots of radial orientation distributed angularly in a regular manner around the X axis, said slots being configured to radially orient the lines of magnetic flux in said rotor (10), each passage (24) being constituted by one of said oblong slots. Empilement (12) de plaques (14) selon la revendication précédente dans lequel les lumières oblongues formant passages d’organes (22) alternent angulairement avec les lumières oblongues dépourvues d’organes (22).Stack (12) of plates (14) according to the preceding claim in which the oblong slots forming passages for members (22) alternate angularly with the oblong slots without members (22). Rotor (10) de machine électrique d’axe X comportant un empilement (12) de plaques (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes et, éventuellement, deux flasques (18) d’extrémité agencés axialement de part et d’autre dudit empilement (12), lesdits flasques (18) maintenant les plaques (14) serrées dans l’empilement et étant fixés à des extrémités des organes (22) de fixation axiaux.Rotor (10) of an X-axis electric machine comprising a stack (12) of plates (14) according to any one of the preceding claims and, optionally, two end flanges (18) arranged axially on either side of said stack (12), said flanges (18) holding the plates (14) clamped in the stack and being fixed to ends of the axial fixing members (22). Machine électrique comportant un rotor (10) selon la revendication précédente.Electrical machine comprising a rotor (10) according to the preceding claim.
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