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WO2018091822A1 - Ventilateur pour rotor pour machine electrique tournante - Google Patents

Ventilateur pour rotor pour machine electrique tournante Download PDF

Info

Publication number
WO2018091822A1
WO2018091822A1 PCT/FR2017/053125 FR2017053125W WO2018091822A1 WO 2018091822 A1 WO2018091822 A1 WO 2018091822A1 FR 2017053125 W FR2017053125 W FR 2017053125W WO 2018091822 A1 WO2018091822 A1 WO 2018091822A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
connecting portion
rotor
fan
axial
base
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/053125
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-François GAUTRU
Pierre Faverolle
Erwan LE GOFF
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 Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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 Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority to DE112017005731.0T priority Critical patent/DE112017005731T5/de
Priority to MX2019005602A priority patent/MX2019005602A/es
Priority to CN201780056022.1A priority patent/CN109690919B/zh
Publication of WO2018091822A1 publication Critical patent/WO2018091822A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the invention particularly relates to a fan for a rotor for a rotating electrical machine.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine able to work in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor for example to start the engine of the motor vehicle .
  • a rotating electrical machine comprises a rotor movable in rotation about an axis and a fixed stator surrounding the rotor, the rotor-stator assembly being mounted in bearings.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field to the stator which transforms it into electric current to power the vehicle's electrical consumers and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation.
  • Fans are mounted on the rotor and have the function of creating an air flow inside the rotating electrical machine to cool the hottest active parts of said machine.
  • the fans can be used to cool the power electronics, the bearings, the rotor winding and the stator winding.
  • the present fans are formed of a base extending radially from the axis of the machine and a plurality of blades protruding, generally in an axial direction, from the base. These blades have a rectangular shape. This rectangular shape is defined by first and second axial ends and by an inner radial end and an outer radial end; the inner radial end being closest to the axis of the machine and the first axial end extending continuously from the base of the fan. Each blade then has a connecting portion between the second axial end and the outer radial end.
  • blade link portions are wedge-shaped, i.e. they form a substantially rectangle angle.
  • some blades may have a flat chamfer at their connecting portion. This chamfer mainly has a function of balancing the fan. In addition, in general, this chamfer is provided from the design of the fan, such a fan is naturally balanced.
  • Such fans generate a level of noise that can disturb the comfort of the user of the motor vehicle.
  • the present invention aims to avoid the disadvantages of the prior art.
  • the present invention aims to allow a reduction of the aerodynamic noise generated by the fans of the rotating electrical machine while maintaining a good level of cooling of said machine.
  • the subject of the present invention is therefore a rotor for a rotating electrical machine, in particular for a motor vehicle.
  • the rotor comprises:
  • each blade has:
  • first connecting portion and the second connecting portion has a rounded shape.
  • At least one of the connecting portions is of rounded shape makes it possible to reduce the interactions between the fan and the stator and those between the fan and the bearing of the rotating electrical machine by reducing the distance between the different elements.
  • This also makes it possible to reduce the disturbance of the air flow generated by the fan at the outlet of the blade and thus contributes to improving the cooling efficiency, that is to say that for the same air flow in fan inlet the flow of air at the outlet is increased.
  • the overall aerodynamic noise generated by the fans is decreased without impacting the cooling of the rotating electrical machine.
  • certain harmonics such as the harmonic linked to the number of pairs of poles of the rotor no longer have any emergence with respect to the other harmonics. The noise that can be heard by the user of the motor vehicle are reduced.
  • rounded shape is meant a form of curve.
  • at least one of the first connecting portion and the second connecting portion has a convex shape relative to the axis of the rotor, that is to say curved.
  • at least one of the first connecting portion and the second connecting portion is devoid of sharp edges. This rounded shape is different from a chamfer.
  • the blades are disposed on an outer periphery of the base.
  • the connecting portion extends over a transverse length greater than an axial thickness of the base.
  • the transverse length is defined by the distance between the inner radial end and the outer radial end taken in a projection of the blade in a plane parallel to said blade. This simplifies the process of producing the fan.
  • the connecting portion extends over a transverse length greater than or equal to 10% of the total length of the blade. . In one embodiment, the connecting portion extends over an axial height greater than an axial thickness of the base. The height is defined by the distance between the first axial end and the second axial end taken in a projection of the blade in a plane parallel to said blade. This also simplifies the process of producing the fan.
  • the connecting portion extends over an axial height greater than or equal to 10% of the total height of the blade.
  • the connecting portion has a transverse length and an axial height, said length being different from said height.
  • the length is greater than the height. In another example, the length is less than the height.
  • the connecting portion has a transverse length equal to its axial height.
  • first connecting portion and the second connecting portion have rounded shapes.
  • each rounded shape is defined by a radius and at least one center, the radius and / or the at least one center of the rounded shape of the first connecting portion being, respectively, different from those of the second portion. link.
  • the radius and the at least one center of the first connecting portion are identical, respectively, to the radius and to the at least one center of the second connecting portion.
  • the outer radial end is formed by a point.
  • a blade has, in addition, a third connecting portion between the second axial end and an inner radial end, said inner radial end being closer to the axis of the rotor, the third connecting portion having a rounded shape.
  • each rounded shape is defined by a radius and at least one center, the radius and / or the at least one center of the rounded shape of the third connecting portion being, respectively, different those of the first connecting portion and those of the second connecting portion.
  • the radii and centers of all the connecting portions may be identical to form an arc or part of an ellipse.
  • At least half of the blades, in particular at least 80% of the blades, of the same fan have at least one rounded connection portion of the first connecting portion and the second connecting portion
  • all the blades of the same fan have at least one rounded connection portion of the first connecting portion and the second connecting portion.
  • all the blades of the same fan have an identical shape.
  • the blades of the same fan may have different shapes.
  • all the blades of the same fan have the first connecting portion, the second connecting portion and the third connecting portion of rounded shape.
  • the fan comprises reinforcing ribs extending at least partly on the blades, a clearance being disposed between the first connecting portion and said rib.
  • the rib does not extend over the first connecting portion.
  • the clearance is in particular greater than an axial thickness of the base.
  • an angle measured from the base to the blade at a lateral face of said blade is between 40 ° and 140 °, the lateral face extending between the two axial ends.
  • the blade is inclined with respect to the axial direction.
  • the blade extends axially substantially perpendicular to the base, that is to say that said angle is substantially equal to 90 °.
  • the blade extends along a straight line between the inner radial end and the outer radial end.
  • the blade may extend along a curve concave with respect to the axis of the rotor between the inner radial end and the outer radial end.
  • the blade may extend in a convex curve relative to the axis of the rotor between the inner radial end and the outer radial end.
  • the blades are made of material with the base.
  • the fan is centrifugal type.
  • each bearing comprises axial air inlet openings facing a portion of the fan and radial air outlet openings facing the bun concerned winding.
  • the present invention also relates to a rotating electrical machine.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 represents, schematically and partially, a perspective view of a fan of FIG. 1,
  • FIGS. 3 to 7 show, schematically and partially, a section of a blade of a fan according to the prior art and according to various embodiments of the present invention
  • FIG. 8 shows several curves representing the overall noise level of the rotating electrical machine as a function of the speed of rotation for different fan configurations
  • FIG. 9 shows several curves representing the noise level of the harmonic linked to the number of pairs of rotor poles of the rotating electrical machine as a function of the speed of rotation for different fan configurations. Identical, similar or similar elements retain the same references from one figure to another.
  • FIG. 1 represents a rotating electrical machine 10 which is compact and polyphase, in particular for a motor vehicle.
  • This rotating electrical machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, into alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotary electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • the rotary electrical machine 10 comprises a housing 1 1. Inside this housing 1 1, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 is around an X axis.
  • the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13.
  • the axial direction corresponds to the X axis while the radial orientations correspond to the planes concurrent, and in particular perpendicular, to the X axis.
  • the outer or inner denominations are evaluated with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis.
  • axis relative to a second element the outer denomination designating a distance from the axis.
  • the housing 1 1 comprises a front bearing 16 and a rear bearing 17 which are assembled together. These bearings 16, 17 are hollow in shape and each carries a respective ball bearing 18, 19 for the rotational mounting of the shaft 13.
  • a pulley 20 is fixed on a front end of the shaft 13, at the front bearing 16, for example by means of a nut bearing against the bottom of the cavity of this pulley. This pulley 20 transmits the rotational movement to the shaft 13.
  • the rear end of the shaft 13 carries, here, slip rings 21 belonging to a manifold 22.
  • Brushes 23 belonging to a brush holder 24 are arranged so as to rub on the slip rings 21.
  • the brush holder 24 is connected to a voltage regulator (not shown).
  • the front bearing 16 and the rear bearing 17 may further comprise substantially lateral openings for the passage of air in order to allow the cooling of the rotary electric machine by air circulation generated by the rotation of a fan. before 25 on the front dorsal face of the rotor 12, that is to say at the level of the front bearing 16 and a rear fan 26 on the rear dorsal face of the rotor, that is to say at the level of the bearing back 17.
  • the rotor 12 is a claw rotor. It comprises two pole wheels 31 forming a rotor body. Each pole wheel 31 is formed of a flange 32 and a plurality of claws 33 forming magnetic poles.
  • the flange 32 is of transverse orientation and has, for example, a substantially annular shape.
  • This rotor 12 further comprises a cylindrical core 34 which is interposed axially between the pole wheels 31.
  • this core 34 is formed of two half-cores each belonging to one of the pole wheels.
  • the rotor 12 comprises, between the core 34 and the claws 33, a coil 35 comprising, here, a winding hub and an electric winding on this hub.
  • the slip rings 21 belonging to the collector 22 are connected by wire bonds to said coil 35.
  • the rotor 12 may also comprise magnetic elements interposed between two adjacent claws 33.
  • the stator 15 comprises a body 27 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi-closed or open type, equipped with slot insulator for mounting an electric winding. 28.
  • This coil 28 passes through the notches of the body 27 and form a front bun 29 and a rear bun 30 on either side of the stator body.
  • the coil 28 is connected, for example, in a star or in a triangle.
  • the winding 28 is formed of one or more phases. Each phase comprises at least one conductor passing through the notches of the stator body 27 and forms, with all phases, the buns.
  • the coil 28 is electrically connected to an electronic assembly 36.
  • the electronic assembly 36 comprises at least one electronic power module for controlling a phase of the winding 28.
  • This power module forms a voltage rectifier bridge to transform the alternating voltage generated by the alternator 10 into a DC voltage to power in particular the battery and the vehicle's electrical system.
  • the rotor When the electric winding is electrically powered from the brushes, the rotor is magnetized and becomes an inductor rotor with formation of magnetic north-south poles at the claws. This inductor rotor creates an alternating induced current in the stator induced when the shaft is rotating. The rectifier bridge then transforms this AC induced current into a direct current, in particular to supply the loads and the consumers of the onboard network of the motor vehicle as well as to recharge its battery.
  • the function of the fans 25, 26 is to create a circulation of a cooling fluid, in this case air, for cooling the hottest active parts of the rotary electrical machine 10.
  • a cooling fluid in this case air
  • These hot parts are, for example, diodes or transistors of the electronic assembly 36, the bearings 18, 19, the coil 35 of the rotor or the winding 28 of the stator.
  • each level 16, 17 has axial air intake openings facing a portion of the fan and radial air outlet openings facing the bun concerned winding 28.
  • each fan 25, 26 has a base 37 shaped annular plate substantially flat and transverse orientation.
  • the base 37 is provided with a circular central opening 38 for the passage of the rotor shaft 13.
  • Each fan 25, 26 further comprises a series of blades 39 projecting axially relative to the base 37.
  • the blades are disposed on an outer periphery of the base 37. Outwardly diverging ventilation channels are thus formed by the blades.
  • Each blade 39 has an outer radial end 40 and an inner radial end 41.
  • the radial ends are the ends of the blade which protrude from the base 37, the inner radial end 41 being the end closest to the central opening 38.
  • Each blade 39 has, in addition, a first axial end 42 and a second axial end 43 axially opposite said first end.
  • the axial ends are the ends of the blade which extend in a direction substantially parallel to the base 37, the first axial end 42 extending continuously from the base 37, that is to say that the first axial end 42 is in contact with the base 37. More specifically, the first axial end 37 extends continuously from one face of the base 37 which faces the rotor.
  • each blade 39 has different connecting portions: a first connecting portion 44 between the first axial end 42 and the outer radial end 40, a second connecting portion 45 between the second axial end 43 and the outer radial end 40 and a third connecting portion 46 between the second axial end 43 and the inner radial end 41.
  • Figure 3 illustrates a blade of the prior art. This blade has connecting portions whose shape is at right angles. The blade then has a global shape of rectangle.
  • Figures 4, 5, 6 and 7 illustrate various embodiments of the present invention.
  • Figure 4 illustrates a first embodiment.
  • the second connecting portion 45 has a rounded shape, that is to say that the connection between the second axial end 43 and the outer radial end 40 is by means of a curve and no longer from a right angle.
  • the connecting portion extends over a transverse length L2 greater than an axial thickness E of the base 37.
  • the connecting portion extends over an axial height
  • the length and height are, respectively, defined by the distance between the inner radial end and the outer radial end and between the first axial end and the second axial end taken in a projection in a plane parallel to the blade.
  • the connecting portion extends over a transverse length L2 greater than or equal to 10% of the total length L1 of the blade 39. Similarly, the connecting portion extends over a height H2 greater than or equal to 10 % of the total height H1 of the blade 39.
  • the length L2 of the second connecting portion 45 is equal to half the total length L1. Still in this example, the height H2 of the second connecting portion 45 is equal to half of the total height H1.
  • Figure 5 illustrates a second embodiment.
  • the first connecting portion 44 has a rounded shape, that is to say that the connection between the first axial end 42 and the outer radial end 40 is by means of a curve and no longer from a right angle.
  • the length L2 of the first connecting portion 44 is equal to 40% of the total length L1. Still in this example, the height H2 of the first connecting portion 44 is equal to 60% of the total height H1.
  • Figure 6 illustrates a third embodiment. In this third mode, the first connecting portion 44 and the second connecting portion 45 have, respectively, rounded shapes. In this example, the length L2 of the first connecting portion 44 is equal to half of the total length L1. Still in this example, the height H2 of the first connecting portion 44 is equal to half of the total height H1. In addition, the length L2 of the second connecting portion 45 is equal to 70% of the total length L1 and the height H2 of the second connecting portion 45 is equal to half of the total height H1.
  • the rounded shape is defined by a radius and at least one center from which the radius is defined.
  • the radius and / or the center of the first connecting portion 44 are, respectively, different from the radius and / or the center of the second connecting portion 45. There is no of symmetry between the two curvatures of the connecting portions.
  • the radius and the center of the first connecting portion 44 is identical, respectively, to the radius and the center of the second connecting portion 45.
  • the link portions 44, 45 can then form a part of ellipse or an arc.
  • the outer radial end 40 is a point.
  • the third connecting portion 46 has a rounded shape, that is to say that the connection between the second axial end 43 and the internal radial end 41 is effected by means of 'a curve.
  • the radius and / or the center of the third connecting portion 46 are, respectively, different from the radius and / or the center of the first connecting portion 44 and / or those of the second connecting portion 45.
  • the radii and centers of all the connecting portions 44, 45, 46 may be identical to form an arc or part of an ellipse. All the ratio combinations between the length L2 with respect to the total length L1 and the ratio between the height H2 with respect to the total height H1 for the different connection portions 44, 45, 46 are possible without departing from the scope of the invention to optimize the compromise between a low level of aerodynamic noise and a good level of cooling.
  • the connecting portion 44, 45, 46 may have a transverse length L2 different from its axial height H2.
  • the length L2 is greater than the height H2.
  • the length L2 is less than the height H2.
  • the length L2 may be equal to the height H2.
  • all the blades 39 of the same fan 25, 26 have at least one of the first connecting portion 44 and the second connecting portion 45 with a rounded shape.
  • all the blades 39 have the same rounded-shaped connection portion with an identical shape of curvature. In other words, the blades 39 of the same fan 25, 26 are identical to each other.
  • the blades 39 of the same fan 25, 26 may have different shapes from their curvature or from non-rounded connection portions for some of said portions.
  • the blades 39 of the front fan 25 are identical to the blades 39 of the rear fan 26. In a variant, the blades 39 of the front fan 25 are different from the blades 39 of the rear fan 26.
  • the fan 25, 26 may comprise reinforcing ribs 47. These ribs 47 may extend both on the base 37 and on the blades 39. Preferably, the rounded shape of the portions of links 44, 45, 46 does not extend over the rib. Preferably, the first connecting portion 44 extending adjacent to the reinforcing rib 47.
  • the angle measured from the base 37 towards the blade 39 at a lateral face of the blade is between 40 ° and 140 °, the lateral face extending between the two axial ends 42, 43
  • the blade 39 is inclined with respect to the axial direction.
  • the blade 39 extends axially substantially perpendicular to the base, that is to say that said angle is substantially equal to 90 °.
  • the blade 39 extends along a straight line between the inner radial end 41 and the outer radial end 40.
  • the blade 39 can extend in a concave curve with respect to the base 37 between the internal radial end 41 and the outer radial end 40.
  • the blade 39 may extend in a convex curve relative to the base 37 between the inner radial end 41 and the outer radial end 40.
  • the inner radial end 41 is not opposed radially to the outer radial end 40.
  • the blades 39 are inclined with respect to an axis transverse to the X axis.
  • Each fan 25, 26 may comprise between one and fifty nine blades 39.
  • the front fan 25 and the rear fan 26 may have a different number of blades.
  • the blades 39 are, for example, distributed angularly in a regular manner.
  • the blades 39 are not distributed angularly in a regular manner, that is to say that the circumferential intervals between two consecutive blades are not equal.
  • some blades 39 may have a total length L1 and / or a total height H1 different from other blades 39 of the same fan 25, 26.
  • the blades here have a radially length L1 greater than their axial height H1.
  • the fans 25, 26 are made of steel.
  • the blades 39 are made of material with the base 37.
  • each fan 25, 26 is formed from a cut plate of the specified shape on which parts are then bent to form the blades 39.
  • the rounded shapes of the blades 39 are thus formed before folding.
  • Each fan 25, 26 thus formed is then fixed on the rotor 12, for example by spot welding or laser type through, by screwing or riveting or in any other way.
  • An angular indexing means can intervene for a good angular position of the fans 25, 26 and thus a good orientation of the blades 39.
  • each fan 25, 26 may comprise a flange 48 which projects axially from the opening 38 and allows the centering of the fan relative to the shaft 13.
  • each fan 25, 26 is in contact with the polar wheel 31 concerned.
  • This contact is a direct or indirect contact.
  • a means such as a coating or a layer may be interposed at least locally between the polar wheel 31 concerned and the fan 25, 26.
  • each fan 25, 26 is of the centrifugal type.
  • each fan 25, 26 may, for example, be of axial or axial-centrifugal type.
  • FIG. 8 shows a first curve 81, a second curve 82 and a third curve 83 which represent the overall noise level of the rotating electrical machine 10 as a function of its speed of rotation.
  • the first curve 81 is for a fan whose blades 39 do not have a rounded shape as illustrated in Figure 3.
  • the first curve 81 thus illustrates a rotating electrical machine of the prior art.
  • the second curve 82 is for a fan whose blades 39 have their first connecting portion 44 of rounded shape as illustrated by Figure 5.
  • the third curve 83 is for a fan whose blades 39 have their first connecting portion 44 their second connecting portion 45 as well as their third connecting portion 46 with rounded shapes as illustrated by FIG. 7. It can be seen that the noise level is decreased on the second curve 82 with respect to the first curve 81 and even more diminished on the third curve 83.
  • Such a rotating electrical machine thus has a reduced aerodynamic noise.
  • FIG. 9 shows a first curve 91, a second curve 92 and a third curve 93 which represent the noise level of the harmonic linked to the number of pairs of rotor poles of the rotating electrical machine 10 as a function of its rotational speed.
  • the first curve 91 is for a fan whose blades 39 do not have a rounded shape as shown in Figure 3.
  • the first curve 91 thus illustrates a rotating electrical machine of the prior art.
  • the second curve 92 is for a fan whose blades 39 have their first connecting portion 44 of rounded shape as illustrated by Figure 5.
  • the third curve 93 is for a fan whose blades 39 have their first connecting portion 44 their second connecting portion 45 as well as their third connecting portion 46 with rounded shapes as illustrated by FIG. 7.
  • the present invention finds applications in particular in the field of rotor alternator or reversible machine but it could also apply to any type of rotating machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

La présente invention propose un rotor pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, comportant : -un corps de rotor; -au moins un ventilateur (25, 26) monté sur le corps de rotor, ledit ventilateur comportant une base (37) et une pluralité de pales (39) s'étendant en saillie à partir de la base, chaque pale présente : -une extrémité radiale externe (40), -une première extrémité axiale (42) et une seconde extrémité axiale (43) opposée axialement à ladite première extrémité, la première extrémité axiale s'étendant en continu de la base, -une première portion de liaison (44) entre la première extrémité axiale et l'extrémité radiale externe, -une deuxième portion de liaison (45) entre la seconde extrémité axiale et l'extrémité radiale externe, caractérisé en ce qu'au moins une parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison présente une forme arrondie.

Description

VENTILATEUR POUR ROTOR POUR MACHINE ELECTRIQUE
TOURNANTE
L'invention concerne notamment un ventilateur pour un rotor pour une machine électrique tournante.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles. On rappelle qu'une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d'une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d'autre part, comme moteur électrique par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile.
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d'un axe et un stator fixe entourant le rotor, l'ensemble rotor-stator étant monté dans des paliers. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d'alimenter les consommateurs électriques du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation.
Des ventilateurs sont montés sur le rotor et ont pour fonction de créer une circulation d'air à l'intérieur de la machine électrique tournante pour refroidir les parties actives les plus chaudes de ladite machine. En particulier, les ventilateurs peuvent permettre de refroidir l'électronique de puissance, les roulements, le bobinage du rotor et le bobinage du stator.
Les ventilateurs actuels sont formés d'une base s'étendant radialement par rapport à l'axe de la machine et d'une pluralité de pales faisant saillies, en général dans une direction axiale, à partir de la base. Ces pales présentent une forme rectangulaire. Cette forme rectangulaire est définie par une première et une seconde extrémités axiales et par une extrémité radiale interne et une extrémité radiale externe ; l'extrémité radiale interne étant la plus proche de l'axe de la machine et la première extrémité axiale s'étendant en continu de la base du ventilateur. Chaque pale présente alors une portion de liaison entre la seconde extrémité axiale et l'extrémité radiale externe.
La plupart des portions de liaison des pales présente une forme de coin, c'est-à-dire qu'elles forment un angle sensiblement rectangle. Dans certaines configurations de machine électrique tournante, certaines pales peuvent présenter un chanfrein de forme plate au niveau de leur portion de liaison. Ce chanfrein a principalement une fonction d'équilibrage du ventilateur. De plus en général, ce chanfrein est prévu dès la conception du ventilateur, un tel ventilateur est donc équilibré naturellement.
De tels ventilateurs génèrent un niveau de bruit qui peut perturber le confort de l'utilisateur du véhicule automobile.
La présente invention vise à permettre d'éviter les inconvénients de l'art antérieur.
Ainsi, la présente invention vise à permettre une diminution du bruit aérodynamique généré par les ventilateurs de la machine électrique tournante tout en conservant un bon niveau de refroidissement de ladite machine.
A cet effet, la présente invention a donc pour objet un rotor pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile. Selon la présente invention, le rotor comporte :
- un corps de rotor ;
- au moins un ventilateur monté sur le corps de rotor, ledit ventilateur comportant une base et une pluralité de pales s'étendant en saillie à partir de la base, chaque pale présente :
- une extrémité radiale externe,
- une première extrémité axiale et une seconde extrémité axiale opposée axialement à ladite première extrémité, la première extrémité axiale s'étendant en continu de la base,
- une première portion de liaison entre la première extrémité axiale et l'extrémité radiale externe,
- une deuxième portion de liaison entre la seconde extrémité axiale et l'extrémité radiale externe. En outre selon la présente invention, au moins une parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison présente une forme arrondie.
Le fait qu'une au moins des portions de liaison soit de forme arrondie permet de diminuer les interactions entre le ventilateur et le stator et celles entre le ventilateur et le palier de la machine électrique tournante en diminuant la distance entre les différents éléments.
Cela permet, en outre, de diminuer la perturbation du flux d'air généré par le ventilateur en sortie de pale et contribue donc à améliorer l'efficacité de refroidissement, c'est-à-dire que pour un même flux d'air en entrée du ventilateur le flux d'air en sortie est augmenté.
Ainsi, le bruit aérodynamique global généré par les ventilateurs est diminué sans impacter le refroidissement de la machine électrique tournante. En particulier, certains harmoniques tels que l'harmonique lié au nombre de paires de pôles du rotor ne présentent plus d'émergences par rapport aux autres harmoniques. Les nuisances sonores que peut entendre l'utilisateur du véhicule automobile sont donc réduites.
Par forme arrondie on entend une forme de courbe. Autrement dit, au moins une parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison présente une forme convexe par rapport à l'axe du rotor, c'est-à- dire bombée. En d'autres termes, au moins une parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison est dépourvue d'arête vive. Cette forme d'arrondie est donc différente d'un chanfrein.
Selon une réalisation, les pales sont disposées sur une périphérie externe de la base.
Selon une réalisation, la portion de liaison s'étend sur une longueur transversale supérieure à une épaisseur axiale de la base. La longueur transversale est définie par la distance entre l'extrémité radiale interne et l'extrémité radiale externe prise dans une projection de la pale dans un plan parallèle à ladite pale. Cela permet de simplifier le procédé de réalisation du ventilateur.
Selon une réalisation, la portion de liaison s'étend sur une longueur transversale supérieure ou égale à 10% de la longueur totale de la pale. . Selon une réalisation, la portion de liaison s'étend sur une hauteur axiale supérieure à une épaisseur axiale de la base. La hauteur est définie par la distance entre la première extrémité axiale et la seconde extrémité axiale prise dans une projection de la pale dans un plan parallèle à ladite pale. Cela permet également de simplifier le procédé de réalisation du ventilateur.
Selon une réalisation, la portion de liaison s'étend sur une hauteur axiale supérieure ou égale à 10% de la hauteur totale de la pale.
Selon une réalisation, la portion de liaison présente une longueur transversale et une hauteur axiale, ladite longueur étant différente de ladite hauteur. Par exemple, la longueur est supérieure à la hauteur. Dans un autre exemple, la longueur est inférieure à la hauteur.
Selon une variante de réalisation, la portion de liaison présente une longueur transversale égale à sa hauteur axiale.
Selon une réalisation, la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison présentent des formes arrondies.
Selon une réalisation, chaque forme arrondie est définie par un rayon et au moins un centre, le rayon et/ou l'au moins un centre de la forme arrondie de la première portion de liaison étant, respectivement, différent de ceux de la deuxième portion de liaison.
En variante, le rayon et l'au moins un centre de la première portion de liaison sont identiques, respectivement, au rayon et à l'au moins un centre de la deuxième portion de liaison.
Selon une réalisation, l'extrémité radiale externe est formée par un point.
Selon une réalisation, une pale présente, en outre, une troisième portion de liaison entre la seconde extrémité axiale et une extrémité radiale interne, ladite extrémité radiale interne étant plus proche de l'axe du rotor, la troisième portion de liaison présentant une forme arrondie.
Selon une réalisation, chaque forme arrondie est définie par un rayon et au moins un centre, le rayon et/ou l'au moins un centre de la forme arrondie de la troisième portion de liaison étant, respectivement, différent de ceux de la première portion de liaison ainsi que de ceux de la deuxième portion de liaison.
En variante, les rayons et les centres de toutes les portions de liaison peuvent être identiques de manière à former un arc de cercle ou une partie d'ellipse.
Selon une réalisation, au moins la moitié des pales, notamment au moins 80% des pales, d'un même ventilateur présentent au moins une portion de liaison à forme arrondie parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison,
Selon une réalisation, toutes les pales d'un même ventilateur présentent au moins une portion de liaison à forme arrondie parmi la première portion de liaison et la deuxième portion de liaison.
Selon une réalisation, toutes les pales d'un même ventilateur présentent une forme identique. En variante, les pales d'un même ventilateur peuvent présenter des formes différentes.
Selon une réalisation, toutes les pales d'un même ventilateur présentent la première portion de liaison, la deuxième portion de liaison et la troisième portion de liaison de forme arrondie.
Selon une réalisation, le ventilateur comporte des nervures de renforcement s'étendant au moins en partie sur les pales, un jeu étant disposé entre la première portion de liaison et ladite nervure. Ainsi, la nervure ne s'étend pas sur la première portion de liaison.
Selon une réalisation, le jeu est notamment supérieur à une épaisseur axiale de la base.
Selon une réalisation, un angle qui se mesure de la base vers la pale au niveau d'une face latérale de ladite pale est compris entre 40° et 140°, la face latérale s'étendant entre les deux extrémités axiales.
Par exemple, la pale est inclinée par rapport à la direction axiale. Dans un autre exemple, la pale s'étend axialement de manière sensiblement perpendiculaire à la base, c'est-à-dire que ledit angle est sensiblement égal à 90°.
Selon une réalisation, la pale s'étend suivant une droite entre l'extrémité radiale interne et l'extrémité radiale externe. En variante, la pale peut s'étendre suivant une courbe concave par rapport à l'axe du rotor entre l'extrémité radiale interne et l'extrémité radiale externe.
Dans une autre variante, la pale peut s'étendre suivant une courbe convexe par rapport à l'axe du rotor entre l'extrémité radiale interne et l'extrémité radiale externe.
Selon une réalisation, les pales sont issues de matière avec la base.
Selon une réalisation, le ventilateur est de type centrifuge.
Selon une réalisation, chaque palier comporte des ouvertures axiales d'entrée d'air en regard d'une partie du ventilateur et des ouvertures radiales de sortie d'air en regard du chignon concerné du bobinage.
La présente invention a également pour objet une machine électrique tournante. La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de l'invention et de l'examen des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d'une machine électrique tournante selon un exemple de mise en œuvre de l'invention,
- la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, une vue en perspective d'un ventilateur de la figure 1 ,
- les figures 3 à 7 représentent, schématiquement et partiellement, une coupe d'une pale d'un ventilateur selon l'art antérieur et selon différents modes de réalisation de la présente invention,
- la figure 8 montre plusieurs courbes représentant le niveau de bruit global de la machine électrique tournante en fonction de la vitesse de rotation pour différentes configuration de ventilateur, et
- la figure 9 montre plusieurs courbes représentant le niveau de bruit de l'harmonique lié au nombre de paires de pôles du rotor de la machine électrique tournante en fonction de la vitesse de rotation pour différentes configuration de ventilateur. Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d'une figure à l'autre.
Les modes de réalisation qui sont décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs ; on pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan technique. Dans un tel cas, mention serait faite dans la présente description.
La figure 1 représente une machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 10 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.
La machine électrique tournante 10 comporte un carter 1 1 . A l'intérieur de ce carter 1 1 , elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l'arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d'un axe X.
Dans la suite de la description, les dénominations axiales, radiales, extérieures et intérieures se réfèrent à l'axe X traversant en son centre l'arbre 13. La direction axiale correspond à l'axe X alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, les dénominations extérieure ou intérieure s'apprécient par rapport au même axe X, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l'axe, ou plus proche de l'axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l'axe. Dans cet exemple, le carter 1 1 comporte un palier avant 16 et un palier arrière 17 qui sont assemblés ensemble. Ces paliers 16, 17 sont de forme creuse et portent, chacun, centralement un roulement à billes 18, 19 respectif pour le montage à rotation de l'arbre 13.
Une poulie 20 est fixée sur une extrémité avant de l'arbre 13, au niveau du palier avant 16, par exemple à l'aide d'un écrou en appui sur le fond de la cavité de cette poulie. Cette poulie 20 permet de transmettre le mouvement de rotation à l'arbre 13.
L'extrémité arrière de l'arbre 13 porte, ici, des bagues collectrices 21 appartenant à un collecteur 22. Des balais 23 appartenant à un porte- balais 24 sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 21 . Le porte-balais 24 est relié à un régulateur de tension (non représenté).
Le palier avant 16 et le palier arrière 17 peuvent comporter, en outre, des ouvertures sensiblement latérales pour le passage de l'air en vue de permettre le refroidissement de la machine électrique tournante par circulation d'air engendrée par la rotation d'un ventilateur avant 25 sur la face dorsale avant du rotor 12, c'est-à-dire au niveau du palier avant 16 et d'un ventilateur arrière 26 sur la face dorsale arrière du rotor, c'est-à-dire au niveau du palier arrière 17.
Dans cet exemple, le rotor 12 est un rotor à griffe. Il comporte deux roues polaires 31 formant un corps de rotor. Chaque roue polaire 31 est formée d'un flasque 32 et d'une pluralité de griffes 33 formants des pôles magnétiques. Le flasque 32 est d'orientation transversale et présente, par exemple, une forme sensiblement annulaire. Ce rotor 12 comporte, en outre, un noyau 34 cylindrique qui est intercalé axialement entre les roues polaires 31 . Ici, ce noyau 34 est formé de deux demi noyaux appartenant chacun à l'une des roues polaires. Le rotor 12 comporte, entre le noyau 34 et les griffes 33, une bobine 35 comportant, ici, un moyeu de bobinage et un bobinage électrique sur ce moyeu. Par exemple, les bagues collectrices 21 appartenant au collecteur 22 sont reliées par des liaisons filaires à ladite bobine 35. Le rotor 12 peut également comporter des éléments magnétiques interposés entre deux griffes 33 adjacentes. Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 27 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d'isolant d'encoches pour le montage d'un bobinage électrique 28. Ce bobinage 28 traverse les encoches du corps 27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le bobinage 28 est connecté, par exemple, en étoile ou encore en triangle.
Par ailleurs, le bobinage 28 est formé d'une ou plusieurs phases. Chaque phase comporte au moins un conducteur traversant les encoches du corps de stator 27 et forme, avec toutes les phases, les chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement à un ensemble électronique 36.
L'ensemble électronique 36 comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter une phase du bobinage 28. Ce module de puissance forme un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée par l'alternateur 10 en une tension continue pour alimenter notamment la batterie et le réseau de bord du véhicule.
Lorsque le bobinage électrique est alimenté électriquement à partir des balais, le rotor est magnétisé et devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques Nord-Sud au niveau des griffes. Ce rotor inducteur crée un courant induit alternatif dans le stator induit lorsque l'arbre est en rotation. Le pont redresseur transforme alors ce courant induit alternatif en un courant continu, notamment pour alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile ainsi que pour recharger sa batterie.
Les ventilateurs 25, 26 ont pour fonction de créer une circulation d'un fluide de refroidissement, en l'espèce de l'air, pour refroidir les parties actives les plus chaudes de la machine électrique tournante 10. Ces parties chaudes sont par exemple des diodes ou des transistors de l'ensemble électronique 36, les roulements 18, 19, la bobine 35 du rotor ou encore le bobinage 28 du stator.
Différentes ouvertures sont ménagées dans le palier 1 1 afin de permettre la circulation du flux d'air. Par exemple, chaque palier 16, 17 comporte des ouvertures axiales d'entrée d'air en regard d'une partie du ventilateur et des ouvertures radiales de sortie d'air en regard du chignon concerné du bobinage 28.
Comme décrit dans l'exemple de la figure 2, chaque ventilateur 25, 26 comporte une base 37 en forme de plaque annulaire sensiblement plane et d'orientation transversale. La base 37 est pourvue d'une ouverture centrale circulaire 38 pour le passage de l'arbre 13 de rotor. Chaque ventilateur 25, 26 comporte, en outre, un série de pales 39 saillantes axialement par rapport à la base 37. De préférence, les pales sont disposées sur une périphérie externe de la base 37. Des canaux de ventilation divergents vers l'extérieur sont ainsi formés par les pales.
Chaque pale 39 présente une extrémité radiale externe 40 et une extrémité radiale interne 41 . Les extrémités radiales sont les extrémités de la pale qui s'étendent en saillie par rapport à la base 37, l'extrémité radiale interne 41 étant l'extrémité la plus proche de l'ouverture centrale 38.
Chaque pale 39 présente, en outre, une première extrémité axiale 42 et une seconde extrémité axiale 43 opposée axialement à ladite première extrémité. Les extrémités axiales sont les extrémités de la pale qui s'étendent dans une direction sensiblement parallèle à la base 37, la première extrémité axiale 42 s'étendant en continue de la base 37, c'est-à- dire que la première extrémité axiale 42 est en contact avec la base 37. Plus précisément, la première extrémité axiale 37 s'étend en continue d'une face de la base 37 qui est en regard du rotor.
De plus, chaque pale 39 présente différentes portions de liaison : une première portion de liaison 44 entre la première extrémité axiale 42 et l'extrémité radiale externe 40, une deuxième portion de liaison 45 entre la seconde extrémité axiale 43 et l'extrémité radiale externe 40 et une troisième portion de liaison 46 entre la seconde extrémité axiale 43 et l'extrémité radiale interne 41 .
La figure 3 illustre une pale de l'art antérieur. Cette pale présente des portions de liaison dont la forme est à angle droit. La pale présente alors une forme globale de rectangle. Les figures 4, 5, 6 et 7 illustrent différents exemples de réalisation de la présente invention.
La figure 4 illustre un premier mode de réalisation. Dans ce premier mode, la deuxième portion de liaison 45 présente une forme arrondie, c'est-à-dire que la liaison entre la seconde extrémité axiale 43 et l'extrémité radiale externe 40 se fait au moyen d'une courbe et non plus d'un angle droit.
De préférence, la portion de liaison s'étend sur une longueur transversale L2 supérieure à une épaisseur axiale E de la base 37.
De préférence, la portion de liaison s'étend sur une hauteur axiale
H2 supérieure à l'épaisseur axiale E de la base 37.
La longueur et la hauteur sont, respectivement, définies par la distance entre l'extrémité radiale interne et l'extrémité radiale externe et entre la première extrémité axiale et la seconde extrémité axiale prises dans une projection dans un plan parallèle à la pale.
De préférence, la portion de liaison s'étend sur une longueur transversale L2 supérieure ou égale à 10% de la longueur totale L1 de la pale 39. De même, la portion de liaison s'étend sur une hauteur H2 supérieure ou égale à 10% de la hauteur totale H1 de la pale 39.
Dans l'exemple de la figure 4, la longueur L2 de la deuxième portion de liaison 45 est égale à la moitié de la longueur totale L1 . Toujours dans cet exemple, la hauteur H2 de la deuxième portion de liaison 45 est égale à la moitié de la hauteur totale H1 .
La figure 5 illustre un deuxième mode de réalisation. Dans ce deuxième mode, la première portion de liaison 44 présente une forme arrondie, c'est-à-dire que la liaison entre la première extrémité axiale 42 et l'extrémité radiale externe 40 se fait au moyen d'une courbe et non plus d'un angle droit.
Dans l'exemple de la figure 5, la longueur L2 de la première portion de liaison 44 est égale à 40% de la longueur totale L1 . Toujours dans cet exemple, la hauteur H2 de la première portion de liaison 44 est égale à 60% de la hauteur totale H1 . La figure 6 illustre un troisième mode de réalisation. Dans ce troisième mode, la première portion de liaison 44 et la deuxième portion de liaison 45 présentent, respectivement, des formes arrondies. Dans cet exemple, la longueur L2 de la première portion de liaison 44 est égale à la moitié de la longueur totale L1 . Toujours dans cet exemple, la hauteur H2 de la première portion de liaison 44 est égale à la moitié de la hauteur totale H1 . En outre, la longueur L2 de la deuxième portion de liaison 45 est égale à 70% de la longueur totale L1 et la hauteur H2 de la deuxième portion de liaison 45 est égale à la moitié de la hauteur totale H1 .
La forme arrondie est définie par un rayon et au moins un centre à partir duquel est défini le rayon. Dans l'exemple représenté sur la figure 6, le rayon et/ou le centre de la première portion de liaison 44 sont, respectivement, différents du rayon et/ou du centre de la deuxième portion de liaison 45. Il n'y a pas de symétrie entre les deux courbures des portions de liaison.
En variante comme représenté sur la figure 7, le rayon et le centre de la première portion de liaison 44 est identique, respectivement, au rayon et au centre de la deuxième portion de liaison 45. Les portions de liaisons 44, 45 peuvent alors former une partie d'ellipse ou un arc de cercle.
Dans cet exemple ainsi que dans celui de la figure 6, l'extrémité radiale externe 40 est un point.
En outre dans l'exemple de la figure 7, la troisième portion de liaison 46 présente une forme arrondie, c'est-à-dire que la liaison entre la seconde extrémité axiale 43 et l'extrémité radiale interne 41 se fait au moyen d'une courbe.
Dans cet exemple, le rayon et/ou le centre de la troisième portion de liaison 46 sont, respectivement, différents du rayon et/ou du centre de la première portion de liaison 44 et/ou de ceux de la deuxième portion de liaison 45.
En variante, les rayons et les centres de toutes les portions de liaison 44, 45, 46 peuvent être identiques de manière à former un arc de cercle ou une partie d'ellipse. Toutes les combinaisons de ratio entre la longueur L2 par rapport à la longueur totale L1 et de ratio entre la hauteur H2 par rapport à la hauteur totale H1 pour les différentes portions de liaison 44, 45, 46 sont possibles sans sortir du cadre de l'invention afin d'optimiser le compromis entre un faible niveau de bruit aérodynamique et un bon niveau de refroidissement.
Ainsi, la portion de liaison 44, 45, 46 peut présenter une longueur transversale L2 différente de sa hauteur axiale H2. Par exemple, la longueur L2 est supérieure à la hauteur H2. Dans un autre exemple, la longueur L2 est inférieure à la hauteur H2. En outre, dans une variante de réalisation, la longueur L2 peut être égale à la hauteur H2.
De préférence, toutes les pales 39 d'un même ventilateur 25, 26 présentent au moins une parmi la première portion de liaison 44 et la deuxième portion de liaison 45 avec une forme arrondie. De préférence, toutes les pales 39 présentent la même portion de liaison de forme arrondie avec une forme de courbure identique. Autrement dit, les pales 39 d'un même ventilateur 25, 26 sont identiques les unes par rapport aux autres.
Dans une variante de réalisation, les pales 39 d'un même ventilateur 25, 26 peuvent présenter des formes différentes de part leur courbure ou de part des portions de liaison non arrondies pour certaines desdites portions.
Dans un exemple de réalisation, les pales 39 du ventilateur avant 25 sont identiques aux pales 39 du ventilateur arrière 26. En variante, les pales 39 du ventilateur avant 25 sont différentes des pales 39 du ventilateur arrière 26.
Comme représenté sur la figure 2, le ventilateur 25, 26 peut comporter des nervures de renforcement 47. Ces nervures 47 peuvent s'étendre à la fois sur la base 37 et sur les pales 39. De préférence, la forme arrondie des portions de liaisons 44, 45, 46 ne s'étend pas sur la nervure. De préférence, la première portion de liaison 44 s'étendant de manière adjacente à la nervure de renforcement 47. De préférence, l'angle qui se mesure de la base 37 vers la pale 39 au niveau d'une face latérale de la pale est compris entre 40° et 140°, la face latérale s'étendant entre les deux extrémités axiales 42, 43. Par exemple, la pale 39 est inclinée par rapport à la direction axiale. Dans un autre exemple, la pale 39 s'étend axialement de manière sensiblement perpendiculaire à la base, c'est-à-dire que ledit angle est sensiblement égal à 90°.
De préférence, la pale 39 s'étend suivant une droite entre l'extrémité radiale interne 41 et l'extrémité radiale externe 40. En variante, la pale 39 peut s'étendre suivant une courbe concave par rapport à la base 37 entre l'extrémité radiale interne 41 et l'extrémité radiale externe 40. Dans une autre variante, la pale 39 peut s'étendre suivant une courbe convexe par rapport à la base 37 entre l'extrémité radiale interne 41 et l'extrémité radiale externe 40.
De préférence, l'extrémité radiale interne 41 n'est pas opposée radialement à l'extrémité radiale externe 40. Ainsi, les pales 39 sont inclinées par rapport à un axe transversal à l'axe X.
Chaque ventilateur 25, 26 peut comprendre entre une et cinquante neuf pales 39. Le ventilateur avant 25 et le ventilateur arrière 26 peuvent avoir un nombre de pales différent.
Les pales 39 sont, par exemple, réparties angulairement de manière régulière. En variante, les pales 39 ne sont pas réparties angulairement de manière régulière c'est-à-dire que les intervalles circonférentiels entre deux pales consécutives ne sont pas égaux.
De plus, certaines pales 39 peuvent avoir une longueur totale L1 et/ou une hauteur totale H1 différente par rapport aux autres pales 39 du même ventilateur 25, 26. Les pales ont ici radialement une longueur L1 supérieure à leur hauteur H1 axiale.
De préférence, les ventilateurs 25, 26 sont en acier.
De préférence, les pales 39 sont issues de matière avec la base 37.
De préférence, chaque ventilateur 25, 26 est formé à partir d'une plaque découpée à la forme déterminée sur laquelle des parties sont ensuite pliées afin de former les pales 39. Les formes arrondies des pales 39 sont ainsi formées avant leur pliage.
Chaque ventilateur 25, 26 ainsi formé est ensuite fixé sur le rotor 12 par exemple par soudage par points ou traversant du type laser, par vissage ou par rivetage ou par toutes autres manières.
Un moyen d'indexation angulaire peut intervenir pour une bonne position angulaire des ventilateurs 25, 26 et donc une bonne orientation des pales 39.
Comme on peut le voir notamment à la figure 2, chaque ventilateur 25, 26 peut comporter une collerette 48 qui s'étend en saillie axialement à partir de l'ouverture 38 et permet le centrage du ventilateur par rapport à l'arbre 13.
De préférence, chaque ventilateur 25, 26 est en contact avec la roue polaire 31 concernée. Ce contact est un contact direct ou indirect. Dans le cas d'un contact indirect, un moyen tel qu'un revêtement ou une couche, peut être interposé au moins localement entre la roue polaire 31 concernée et le ventilateur 25, 26.
De préférence, chaque ventilateur 25, 26 est de type centrifuge. En variante, chaque ventilateur 25, 26 peut, par exemple, être de type axiaux ou axialocentrifuge.
La figure 8 montre une première courbe 81 , une deuxième courbe 82 et une troisième courbe 83 qui représentent le niveau de bruit global de la machine électrique tournante 10 en fonction sa vitesse de rotation. La première courbe 81 est pour un ventilateur dont les pales 39 ne présentent pas de forme arrondie tel qu'illustrées par la figure 3. La première courbe 81 illustre donc une machine électrique tournante de l'art antérieur. La deuxième courbe 82 est pour un ventilateur dont les pales 39 ont leur première portion de liaison 44 à forme arrondie tel qu'illustrées par la figure 5. La troisième courbe 83 est pour un ventilateur dont les pales 39 ont leur première portion de liaison 44, leur deuxième portion de liaison 45 ainsi que leur troisième portion de liaison 46 à formes arrondies tel qu'illustrées par la figure 7. On constate que le niveau de bruit est diminué sur la deuxième courbe 82 par rapport à la première courbe 81 et encore plus diminué sur la troisième courbe 83. Une telle machine électrique tournante présente donc un bruit aérodynamique réduit.
La figure 9 montre une première courbe 91 , une deuxième courbe 92 et une troisième courbe 93 qui représentent le niveau de bruit de l'harmonique lié au nombre de paires de pôles du rotor de la machine électrique tournante 10 en fonction sa vitesse de rotation. Il s'agit par exemple de l'harmonique 6 dans le cas d'une machine à 6 paires de pôles. La première courbe 91 est pour un ventilateur dont les pales 39 ne présentent pas de forme arrondie tel qu'illustrées par la figure 3. La première courbe 91 illustre donc une machine électrique tournante de l'art antérieur. La deuxième courbe 92 est pour un ventilateur dont les pales 39 ont leur première portion de liaison 44 à forme arrondie tel qu'illustrées par la figure 5. La troisième courbe 93 est pour un ventilateur dont les pales 39 ont leur première portion de liaison 44, leur deuxième portion de liaison 45 ainsi que leur troisième portion de liaison 46 à formes arrondies tel qu'illustrées par la figure 7.
On constate que le niveau de bruit de l'harmonique lié au nombre de paires de pôles du rotor est diminué sur la deuxième courbe 92 par rapport à la première courbe 91 et encore plus diminué sur la troisième courbe 93. Une telle machine électrique tournante présente donc un niveau de bruit de cet harmonique réduit ainsi qu'une réduction de l'émergence dudit l'harmonique par rapport aux autres harmoniques.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des rotors pour alternateur ou machine réversible mais elle pourrait également s'appliquer à tout type de machine tournante.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Rotor pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, comportant :
- un corps de rotor ;
- au moins un ventilateur (25, 26) monté sur le corps de rotor, ledit ventilateur comportant une base (37) et une pluralité de pales (39) s'étendant en saillie à partir de la base, chaque pale (39) présente :
- une extrémité radiale externe (40),
- une première extrémité axiale (42) et une seconde extrémité axiale (43) opposée axialement à ladite première extrémité, la première extrémité axiale s'étendant en continu de la base (37),
- une première portion de liaison (44) entre la première extrémité axiale (42) et l'extrémité radiale externe (40),
- une deuxième portion de liaison (45) entre la seconde extrémité axiale (43) et l'extrémité radiale externe (40),
ledit rotor (12) étant caractérisé en ce qu'au moins une parmi la première portion de liaison (44) et la deuxième portion de liaison (45) présente une forme arrondie.
2. Rotor selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la portion de liaison (44, 45) s'étend sur une longueur transversale (L2) supérieure à une épaisseur axiale (E) de la base (37).
3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la portion de liaison (44, 45) s'étend sur une hauteur axiale (H2) supérieure à une épaisseur axiale (E) de la base (37).
4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion de liaison (44, 45) présente une longueur transversale (L2) et une hauteur axiale (H2), ladite longueur (L2) étant différente de ladite hauteur (H2).
5. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première portion de liaison (44) et la deuxième portion de liaison (45) présente une forme arrondie.
6. Rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque forme arrondie est définie par un rayon et au moins un centre, le rayon et/ou l'au moins un centre de la forme arrondie de la première portion de liaison (44) étant, respectivement, différent de ceux de la deuxième portion de liaison (45).
7. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une pale (39) présente, en outre, une troisième portion de liaison (46) entre la seconde extrémité axiale (43) et une extrémité radiale interne (41 ), ladite extrémité radiale interne étant plus proche de l'axe du rotor (12), la troisième portion de liaison (46) présentant une forme arrondie.
8. Rotor selon la revendication 7, caractérisé en ce chaque forme arrondie est définie par un rayon et au moins un centre, le rayon et/ou l'au moins un centre de la forme arrondie de la troisième portion de liaison (46) étant, respectivement, différent de ceux de la première portion de liaison (44) ainsi que de ceux de la deuxième portion de liaison (45).
9. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le ventilateur (25, 26) comporte des nervures de renforcement (47) s'étendant au moins en partie sur les pales (39), un jeu, notamment supérieur à une épaisseur axiale de la base (37), étant disposé entre la première portion de liaison (44) et ladite nervure (47).
10. Machine électrique tournante comprenant un rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, la machine électrique tournante formant un alternateur ou un alterno-démarreur ou une machine réversible.
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