EP2529471A1 - Rotor a aimants permanents - Google Patents

Rotor a aimants permanents

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Publication number
EP2529471A1
EP2529471A1 EP11706016A EP11706016A EP2529471A1 EP 2529471 A1 EP2529471 A1 EP 2529471A1 EP 11706016 A EP11706016 A EP 11706016A EP 11706016 A EP11706016 A EP 11706016A EP 2529471 A1 EP2529471 A1 EP 2529471A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
current
machine
value
speed
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.)
Withdrawn
Application number
EP11706016A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ali Makki
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.)
Moteurs Leroy Somer SA
Original Assignee
Moteurs Leroy Somer SA
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 Moteurs Leroy Somer SA filed Critical Moteurs Leroy Somer SA
Publication of EP2529471A1 publication Critical patent/EP2529471A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner 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
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Definitions

  • the present invention relates to rotating electrical machines with permanent magnets and more particularly to a new arrangement of a rotor, in particular motor.
  • Permanent magnets 21 may be arranged on the rotor 5 of a rotating electrical machine in several configurations, examples of which are shown in FIGS. 3 to 7.
  • the magnets 21 are fixed on the outside of the rotor
  • the rotor 5 is at flux concentration, each magnet 21 being arranged radially between two pole pieces 22.
  • a magnetized portion 20 externally surrounds the laminations 6 of the rotor, this magnetized portion 20 extending continuously all around the rotor 5 in the example of FIG. 5 and discontinuously in the example of Figure 6.
  • the magnets 21 are buried.
  • Defluxing, or running at constant power over a wide speed range, of the machines shown in FIGS. 3 to 7 can be relatively complex to implement.
  • the rotor shown in Figure 4 allows easy defluxing but in the case of small diameter motors and long, rotating at very high speeds, for example greater than 12000 tr. min "1 , the motor shaft does not provide the mechanical strength of the rotor.
  • the rotor of FIG. 7 also allows defluxing but the performances are degraded when the defluxing ratio is greater than three.
  • the other rotor configurations shown in Figures 3, 5 and 6 do not allow easy defluxing.
  • the object of the invention is to further improve the permanent magnet machines and, in one of its aspects, it achieves this by means of a rotor of a rotating electric machine, comprising:
  • a magnetized portion arranged around the shaft and comprising one or more permanent magnets
  • the pole portions of the plate package may define salient poles, two adjacent projections defining an interpolar space.
  • the challenge is possible up to very high speeds, the machine can receive a tree of large diameter while having saliency and permanent magnets.
  • the machine can combine the advantages of a synchronous machine with wound rotor thanks to its saliency and the advantages of permanent magnets, the latter providing a very high mass power.
  • the magnetized portion may be annular, extending for example continuously all around the axis of the rotor.
  • the magnetized portion may include a single magnet with multiple poles.
  • the magnetized portion may advantageously be obtained by magnetization of a hollow cylinder of a magnetizable material.
  • the magnetized portion may comprise a plurality of separate magnets, these magnets extending for example all around the axis of the rotor. Two adjacent magnets may be spaced apart from one another so that the annular portion extends discontinuously about the axis of the rotor.
  • the magnetized portion may be in contact with the shaft or in the vicinity, being for example in the form of a hollow cylinder concentric thereto.
  • a layer of glue can maintain the magnetized portion on the shaft.
  • the shaft is preferably magnetic, which can improve the performance of the machine.
  • the polar parts, including protruding, can be interconnected by connecting bridges formed with the sheets.
  • the sheets can rest by a radially inner edge against the magnetized portion.
  • the package of sheets can be entirely located radially outside the magnetized portion.
  • the projecting parts may include lateral edges having a first rectilinear portion, extending from the air gap of the machine inwardly and a second rounded portion, defining in particular the bottom of the interpolar space.
  • the width of a polar part may decrease towards the gap.
  • each pole portion may be concentric with the axis of rotation.
  • the polar parts in particular projections, comprise at least one opening, in particular several openings, for receiving one or more holding bars for the sheets, the polar parts being traversed by said holding bars.
  • the holding bars are for example rectilinear.
  • the package of sheets can be held by two cheeks disposed at the axial ends of the rotor, the support bars being connected to these cheeks.
  • the rotor comprises a plurality of shims, each received in an interpolar space, said shims each comprising at least one opening for receiving at least one sheet metal holding bar, said holding bars being then arranged in the interpolar spaces.
  • the wedges are for example magnetic.
  • the holding bars can be magnetic.
  • the projecting portions may follow a helical path along the axis of rotation, so as to reduce torque oscillations.
  • the support bars may be straight whereas the projections follow such a helical path.
  • the package of sheets can be entirely located radially outside the magnetized portion.
  • the invention further relates, independently or in combination with the foregoing, to a method of assembling a rotary electric machine rotor, comprising:
  • the magnetized portion may in particular be magnetized after placing the sheet of metal around it.
  • the machine may be a motor or an alternator with internal rotor and radial induction.
  • a synchronous machine comprising a rotor according to the invention has for example a nominal power between 0.5kW and 50kW
  • the machine can have four, six, eight, ten, twelve poles or more.
  • the invention further relates, in another of its aspects, to a method of controlling a machine comprising a rotor as defined above and a stator, the stator of the machine being fed with a current (Is), having a component (Id) in the direct axis of the machine and a component (Iq) in the quadrature axis of the machine, in which method:
  • the currents Id and Iq are modified according to the speed of the machine, when the speed of the machine is higher than the base speed, the value of the current Id being increased while remaining at more than 95%, better at 100% of the value of the current Is and the value of the current Iq being decreased while remaining non-zero, for example greater than 5% or 10% of the value of the current Is.
  • the value of the current Is can remain substantially constant, for example at ⁇ 5%, regardless of the speed.
  • the value of the current Is can first be decreased and then increased, while preferably remaining during step b) less than 100% of the value of the current Is during the step a).
  • the base speed is for example comprised between 2000 and 5000 tr.min "1, being for example of the order of 3000 tr.min '1.
  • Such a control law may allow defluxing to a velocity greater than three times the base speed, for example up to a speed greater than five times the basic speed. the defluxing is for example possible to velocities of the order of 16000 tr.min "1.
  • FIG. 1 partially and schematically represents, in axial section, a machine according to a first exemplary implementation of the invention
  • FIG. 2 is a representation similar to FIG. 1 of a machine according to another example of FIG. Embodiment of the invention
  • FIGS. 3 to 7, previously described, represent known examples of permanent magnet rotors and,
  • FIG. 1 shows a synchronous electric motor 1 according to a first exemplary implementation of the invention.
  • the synchronous motor is for example three-phase.
  • the machine comprises in the example described six poles, but the invention is not limited to a particular number of poles.
  • the nominal power of the motor 1 is for example between 0.5kW and
  • the motor 1 comprises a rotor 5 and a stator 2.
  • the stator 2 comprises, in the illustrated example, a magnetic housing 3 defining teeth 4 on which are wound electrical conductors, in a manner known per se.
  • the stator 2 may comprise a distributed winding, as illustrated, or a concentrated winding, in a variant.
  • the rotor 5 comprises a bundle of sheets 6, stacked along the axis X of rotation of the machine, perpendicular to the plane of FIG.
  • These sheets 6 comprise a plurality of polar parts 7, which are in the example described protruding, having a radially outer edge 8 facing the stator.
  • Each projecting portion 7 is delimited laterally by two edges 10.
  • each of the edges 10 has a first rectilinear portion 11, extending from the air gap E of the machine.
  • the first portions 11 may diverge when one moves away from the gap E, so that the width of the projecting portion 7 decreases towards the gap E.
  • each edge 10 may comprise a second rounded portion 12, which defines the bottom of the interpolar space I formed between two adjacent projections 7.
  • each projecting portion 7 may comprise at least one opening 15, in particular a plurality of openings, for example circular, allowing the passage of axial bars 40 helping to maintain the package of sheets 6 on the machine.
  • each projecting portion 7 has four openings 15, but the invention is not limited to a particular number of openings 15.
  • the holding bars can be connected to fastening flanges, not shown, arranged at the axial ends of the sheet metal bundle 6.
  • the bars 40 are for example made of a magnetic material.
  • the projecting portions 7 may be interconnected by connecting bridges 35.
  • each sheet has a continuous annular shape.
  • Each sheet can be cut by press or laser.
  • each plate 6 can rest by a continuous inner edge 18 against the magnetized portion 20, which for example extends continuously around the axis of rotation X of the rotor.
  • the magnetized portion 20 extends discontinuously around the axis X.
  • the magnetized portion 20 may be formed by a hollow cylinder of magnetic material, which is magnetized to define a plurality of poles 21 which alternate in the circumferential direction.
  • Each projecting portion 7 is facing a pole 21 of the magnetized portion 20.
  • the angular extent of a pole 21 may correspond substantially to the angular difference between the middle of two consecutive connecting bridges 35.
  • the shaft 30 is preferably in a magnetic material, for example magnetic steel.
  • the magnetized portion 20 is for example glued on the shaft.
  • the sheets 6 are for example glued on the magnetized portion 20.
  • the magnetized portion 20 is magnetized after assembly of the plates 6 on the magnetized portion 20 and the shaft 30.
  • the poles 21 may form opposite the polar parts.
  • the rotor 5 illustrated in this figure differs from that described with reference to Figure 1 in particular by the shape of the edges 10 of the projections 7 and the absence of openings 15 for the passage of the holding bars.
  • each edge 10 has a first rectilinear portion 11 substantially identical to that described with reference to FIG.
  • the second portion 12 is, in the example of Figure 2, made with a reentrant angle 16 so as to define a narrowing of the interpolar space I, for holding a shim 25, for example made of a thermoplastic material.
  • each of the wedges 25 may include an opening 26 for the passage of a holding bar 40, the holding bars 40 may be attached at their ends to end cheeks.
  • the machine 1 can operate at constant power over a wide speed range, for example up to about 16,000 rpm "1 .
  • the stator 2 of the machine is fed by a current Is, having a component Id in the direct axis of the machine and a component Iq in the quadrature axis of the machine.
  • a step a which corresponds to the low speeds up to the base speed from which the torque starts to decrease
  • the value of the torque remains constant, just like those of the currents Is, Id and Iq.
  • the current Id is for example kept constant at a value between 0 and about 30% of the value of the current Is and the current Iq is simultaneously kept constant at a value of between about 90% and 100% of the current Is, up to that the speed of the machine 1 reaches a predefined base speed, which in the example illustrated is approximately 3000 rpm "1 .
  • the values of the currents Id and Iq are simultaneously modified as a function of the speed of the machine, the value of the current Id being increased while remaining less than 100% of the value of the current Is and the value of the current Iq being decreased while remaining non-zero, for example greater than 5 or 10% of the value of the current Is.
  • the value of the current Is remains constant during the step a) and, during the step b), the value of the current Is is first decreased and then slightly increased while remaining during of step b) less than 100% of the value of the current Is during step a), remaining for example between 75% and 90% of the value of the current Is during step a).
  • the current Is can for example decrease from the base speed at a speed between 2 and 4 times the base speed.
  • the value of the current Is remains constant during steps a) and b), regardless of the speed of the machine.
  • the invention also applies to an alternator.
  • the invention can also be applied to an internal and external double stator motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Rotor (5) de machine électrique tournante (1), comportant : a) un arbre (30) s'étendant selon un axe de rotation (X), b) une portion aimantée (20) disposée autour de l'arbre (30) et comprenant un ou plusieurs aimants permanents, c) un paquet de tôles (6) empilées selon l'axe de rotation (X) et définissant des parties polaires (7) disposées en regard de pôles (21) de la portion aimantée (20), deux parties polaires consécutives étant maintenues sur le rotor sans raccordement entre elles du côté radialement intérieur de la portion aimantée (20).

Description

ROTOR A AIMANTS PERMANENTS
La présente invention a pour objet les machines électriques tournantes à aimants permanents et plus particulièrement un nouvel agencement d'un rotor, notamment de moteur.
Des machines électriques à aimants permanents comportant une portion aimantée, et dont les parties polaires consécutives sont maintenues sur le rotor sans raccordement entre elles, sont connues des documents EP 0 680 131, US 4 506 181, US
4 469 970, EP I 152 515, WO 85/02725, DE 11 66 347 et GB 463 813.
Des aimants permanents 21 peuvent être disposés au rotor 5 d'une machine électrique tournante selon plusieurs configurations dont on a représenté des exemples sur les figures 3 à 7.
Dans l'exemple de la figure 3, les aimants 21 sont fixés sur l'extérieur du rotor
5 et définissent des pôles saillants.
Dans l'exemple de la figure 4, le rotor 5 est à concentration de flux, chaque aimant 21 étant disposé radialement entre deux pièces polaires 22.
Dans les exemples des figures 5 et 6, une portion aimantée 20 entoure extérieurement les tôles 6 du rotor, cette portion aimantée 20 s 'étendant en continu tout autour du rotor 5 dans l'exemple de la figure 5 et de façon discontinue dans l'exemple de la figure 6.
Dans l'exemple de la figure 7, les aimants 21 sont enterrés.
Le défluxage, ou fonctionnement à puissance constante sur une large plage de vitesse, des machines représentées aux figures 3 à 7 peut être relativement complexe à mettre en œuvre.
Le rotor représenté sur la figure 4 permet un défluxage facile mais dans le cas de moteurs de petit diamètre et de grande longueur, tournant à de très grandes vitesses, par exemple supérieures à 12000 tr. min"1, l'arbre du moteur n'assure pas la tenue mécanique du rotor.
Le rotor de la figure 7 permet aussi le défluxage mais les performances sont dégradées lorsque le rapport de défluxage est supérieur à trois.
Les autres configurations de rotors représentées aux figures 3, 5 et 6 ne permettent pas un défluxage facile. L'invention a pour but de perfectionner encore les machines à aimants permanents et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, grâce à un rotor de machine électrique tournante, comportant :
- un arbre s'étendant selon un axe de rotation,
- une portion aimantée disposée autour de l'arbre et comprenant un ou plusieurs aimants permanents,
- un paquet de tôles empilées selon l'axe de rotation et définissant des parties polaires disposées en regard de pôles de la portion aimantée, deux parties polaires consécutives étant maintenues sur le rotor sans raccordement entre elles du côté radialement intérieur de la portion aimantée.
Les parties polaires du paquet de tôles peuvent définir des pôles saillants, deux parties saillantes adjacentes définissant un espace interpolaire.
Avec une telle machine, le défiuxage est possible jusqu'à des vitesses très élevées, la machine pouvant recevoir un arbre de diamètre important tout en disposant de saillance et d'aimants permanents.
La machine peut combiner les avantages d'une machine synchrone à rotor bobiné grâce à sa saillance et les avantages des aimants permanents, ces derniers procurant une puissance massique très importante.
La portion aimantée peut être annulaire, s'étendant par exemple de façon continue tout autour de l'axe du rotor. La portion aimantée peut comporter un aimant unique à pôles multiples. La portion aimantée peut avantageusement être obtenue par aimantation d'un cylindre creux d'un matériau aimantable.
En variante, la portion aimantée peut comporter une pluralité d'aimants distincts, ces aimants s'étendant par exemple tout autour de l'axe du rotor. Deux aimants adjacents peuvent être à distance l'un de l'autre, de sorte que la portion annulaire s'étende de façon discontinue autour de l'axe du rotor.
La portion aimantée peut être au contact de l'arbre ou à proximité, étant par exemple sous la forme d'un cylindre creux concentrique à celui-ci. Une couche de colle peut assurer le maintien de la portion aimantée sur l'arbre.
L'arbre est de préférence magnétique, ce qui peut permettre d'améliorer les performances de la machine. Les parties polaires, étant notamment saillantes, peuvent être reliées entre elles par des ponts de liaison formés avec les tôles.
Les tôles peuvent reposer par un bord radialement intérieur contre la portion aimantée. Le paquet de tôles peut être entièrement situé radialement à l'extérieur de la portion aimantée.
Les parties saillantes peuvent comporter des bords latéraux comportant une première portion rectiligne, s'étendant depuis l'entrefer de la machine vers l'intérieur et une deuxième portion arrondie, définissant notamment le fond de l'espace interpolaire.
La largeur d'une partie polaire peut diminuer en direction de l'entrefer.
Le bord radialement extérieur de chaque partie polaire peut être concentrique à l'axe de rotation.
Selon un premier exemple de réalisation, les parties polaires, notamment saillantes, comportent au moins une ouverture, notamment plusieurs ouvertures, pour recevoir une ou plusieurs barres de maintien des tôles, les parties polaires étant traversées par lesdites barres de maintien. Les barres de maintien sont par exemple rectilignes.
Le paquet de tôles peut être maintenu par deux joues disposées aux extrémités axiales du rotor, les barres de maintien se raccordant à ces joues.
Selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, le rotor comporte une pluralité de cales, reçues chacune dans un espace interpolaire, lesdites cales comportant chacune au moins une ouverture pour recevoir au moins une barre de maintien des tôles, lesdites barres de maintien étant alors disposées dans les espaces interpolaires. Les cales sont par exemple magnétiques.
Les barres de maintien peuvent être magnétiques.
Les parties saillantes peuvent suivre un trajet hélicoïdal le long de l'axe de rotation, de façon à réduire les oscillations de couple. Les barres de maintien peuvent être rectilignes alors que les parties saillantes suivent un tel trajet hélicoïdal. Le paquet de tôles peut être entièrement situé radialement à l'extérieur de la portion aimantée.
L'invention a encore pour objet selon un autre de ses aspects, indépendamment ou en combinaison de ce qui précède, un procédé d'assemblage d'un rotor de machine électrique tournante, comportant :
- un arbre, - un paquet de tôles empilées selon un axe de rotation de la machine et définissant des parties polaires et,
- une portion aimantée,
procédé dans lequel on dispose le paquet de tôles sur le rotor après mise en place de la portion aimantée sur l'arbre, déjà aimantée ou avant aimantation.
La portion aimantée peut notamment être aimantée après la mise en place du paquet de tôles autour d'elle.
La machine peut être un moteur ou un alternateur à rotor interne et à induction radiale.
Une machine synchrone comportant un rotor selon l'invention présente par exemple une puissance nominale comprise entre 0.5kW et 50kW La machine peut comporter quatre, six, huit, dix, douze pôles ou plus.
L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de commande d'une machine comprenant un rotor tel que défini ci-dessus et un stator, le stator de la machine étant alimenté par un courant (Is), présentant une composante (Id) dans l'axe direct de la machine et une composante (Iq) dans l'axe en quadrature de la machine, procédé dans lequel :
a) on maintient le courant Id constant à une valeur comprise entre 0 et 40 %, mieux 0 et environ 30 % de la valeur de Is, et le courant Iq constant à une valeur comprise entre 80 % et 100 %, mieux entre environ 90 % et 100 % de la valeur du courant Is lorsque la vitesse de la machine est inférieure à une vitesse de base, puis
b) on modifie les courants Id et Iq en fonction de la vitesse de la machine, lorsque la vitesse de la machine est supérieure à la vitesse de base, la valeur du courant Id étant augmentée tout en restant à plus de 95 %, mieux à 100 % de la valeur du courant Is et la valeur du courant Iq étant diminuée tout en restant non nulle, par exemple supérieure à 5 % ou 10 % de la valeur du courant Is.
Lors des étapes a) et b), la valeur du courant Is peut rester sensiblement constante, par exemple à ± 5 %, indépendamment de la vitesse.
En variante, lors de l'étape b), la valeur du courant Is peut être d'abord diminuée puis augmentée, tout en restant de préférence lors de l'étape b) inférieure à 100 % de la valeur du courant Is pendant l'étape a). La vitesse de base est par exemple comprise entre 2000 et 5000 tr.min"1 , étant par exemple de l'ordre de 3000 tr.min'1. Une telle loi de commande peut permettre un défluxage jusqu'à une vitesse supérieure à trois fois la vitesse de base, par exemple jusqu'à une vitesse supérieure à cinq fois la vitesse de base. Le défluxage est par exemple possible jusqu'à des vitesses de l'ordre de 16000 tr.min"1.
L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente de façon partielle et schématique, en coupe axiale, une machine selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention, la figure 2 est une représentation analogue à la figure 1 d'une machine selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention, les figures 3 à 7, précédemment décrites, représentent des exemples connus de rotors à aimants permanents et,
- la figure 8 représente l'évolution de courants et du couple de la machine en fonction de sa vitesse.
On a représenté à la figure 1 un moteur électrique synchrone 1 selon un premier exemple de mise en œuvre de l'invention.
Le moteur synchrone est par exemple triphasé.
La machine comporte dans l'exemple décrit six pôles, mais l'invention n'est pas limitée à un nombre particulier de pôles.
La puissance nominale du moteur 1 est par exemple comprise entre 0.5kW et
50kW.
Le moteur 1 comporte un rotor 5 et un stator 2.
Le stator 2 comporte, dans l'exemple illustré, une carcasse magnétique 3 définissant des dents 4 sur lesquelles sont bobinés des conducteurs électriques, de façon connue en soi. Le stator 2 peut comporter un bobinage réparti, comme illustré, ou un bobinage concentré, dans une variante.
Le rotor 5 comporte un paquet de tôles 6, empilées selon l'axe X de rotation de la machine, perpendiculaire au plan de la figure 1.
Ces tôles 6 comportent une pluralité de parties polaires 7, qui sont dans l'exemple décrit saillantes, comportant un bord radialement extérieur 8 en regard du stator.
Chaque partie saillante 7 est délimitée latéralement par deux bords 10. Dans l'exemple illustré, chacun des bords 10 comporte une première portion rectiligne 11, s'étendant depuis l'entrefer E de la machine. Les premières portions 11 peuvent diverger lorsque l'on s'éloigne de l'entrefer E, de telle sorte que la largeur de la partie saillante 7 diminue en rapprochement de l'entrefer E.
Comme représenté à la figure 1 , chaque bord 10 peut comporter une deuxième portion arrondie 12, qui définit le fond de l'espace interpolaire I ménagé entre deux parties saillantes 7 adjacentes.
Comme représenté sur la figure 1 , chaque partie saillante 7 peut comporter au moins une ouverture 15, notamment une pluralité d'ouvertures, par exemple circulaires, permettant le passage de barres axiales 40 contribuant à maintenir le paquet de tôles 6 sur la machine.
Dans l'exemple illustré, chaque partie saillante 7 comporte quatre ouvertures 15, mais l'invention n'est pas limitée à un nombre particulier d'ouvertures 15.
Les barres de maintien peuvent se raccorder à des joues de fixation, non représentées, disposées aux extrémités axiales du paquet de tôles 6.
Les barres 40 sont par exemple réalisées en un matériau magnétique. Les parties saillantes 7 peuvent être reliées entre elles par des ponts de liaison 35. Ainsi, chaque tôle présente une forme annulaire continue.
Chaque tôle peut être découpée à la presse ou au laser.
Comme représenté, chaque tôle 6 peut reposer par un bord intérieur continu 18 contre la portion aimantée 20, laquelle s'étend par exemple continûment tout autour de axe de rotation X du rotor.
Dans une variante non représentée, la portion aimantée 20 s'étend de manière discontinue autour de l'axe X.
La portion aimantée 20 peut être formée par un cylindre creux en matériau magnétique, qui est magnétisé de façon à définir une pluralité de pôles 21 qui alternent dans le sens circonférentiel.
Chaque partie saillante 7 vient au regard d'un pôle 21 de la portion aimantée 20. L'étendue angulaire d'un pôle 21 peut correspondre sensiblement à l'écart angulaire existant entre le milieu de deux ponts de liaison 35 consécutifs.
L'arbre 30 est de préférence dans un matériau magnétique, par exemple de l'acier magnétique. La portion aimantée 20 est par exemple collée sur l'arbre.
Les tôles 6 sont par exemple collées sur la portion aimantée 20.
De préférence, la portion aimantée 20 est magnétisée après assemblage des tôles 6 sur la portion aimantée 20 et l'arbre 30. Ainsi, les pôles 21 peuvent se former en regard des parties polaires.
On va maintenant décrire en référence à la figure 2 un moteur 1 selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention.
Le rotor 5 illustré sur cette figure diffère de celui décrit en référence à la figure 1 notamment par la forme des bords 10 des parties saillantes 7 et par l'absence des ouvertures 15 pour le passage des barres de maintien.
Comme on peut le voir sur la figure 2, chaque bord 10 comporte une première portion rectiligne 11 sensiblement identique à celle décrite en référence à la figure 1.
La deuxième portion 12 est, dans l'exemple de la figure 2, réalisée avec un angle rentrant 16 de façon à définir un rétrécissement de l'espace interpolaire I, servant à retenir une cale 25, par exemple réalisée en une matière thermoplastique.
Comme représenté sur la figure 2, chacune des cales 25 peut comporter une ouverture 26 permettant le passage d'une barre de maintien 40, les barres de maintien 40 pouvant être fixées à leurs extrémités à des joues d'extrémité.
Comme représenté à la figure 8, la machine 1 peut fonctionner à puissance constante sur une large plage de vitesses, par exemple jusqu'à environ 16000 tr.min"1.
Le stator 2 de la machine est alimenté par un courant Is, présentant une composante Id dans l'axe direct de la machine et une composante Iq dans l'axe en quadrature de la machine.
Lors d'une étape a), qui correspond aux basses vitesses jusqu'à la vitesse de base à partir de laquelle le couple commence à décroître, la valeur du couple reste constante, tout comme celles des courants Is, Id et Iq. Le courant Id est par exemple maintenu constant à une valeur comprise entre 0 et environ 30 % de la valeur du courant Is et le courant Iq est simultanément maintenu constant à une valeur comprise entre environ 90 % et 100 % du courant Is, jusqu'à ce que la vitesse de la machine 1 atteigne une vitesse de base prédéfinie, qui est dans l'exemple illustré environ égale à 3000 tr.min"1.
Lors d'une étape b), on modifie simultanément les valeurs des courants Id et Iq en fonction de la vitesse de la machine, la valeur du courant Id étant augmentée tout en restant inférieure à 100 % de la valeur du courant Is et la valeur du courant Iq étant diminuée tout en restant non nulle, par exemple supérieure à 5 ou 10 % de la valeur du courant Is.
Dans l'exemple de la figure 8, la valeur du courant Is reste constante lors de l'étape a) et, lors de l'étape b), la valeur du courant Is est d'abord diminuée puis légèrement augmentée tout en restant lors de l'étape b) inférieure à 100 % de la valeur du courant Is pendant l'étape a), restant par exemple comprise entre 75 % et 90 % de la valeur du courant Is pendant l'étape a).
Le courant Is peut par exemple décroître de la vitesse de base à une vitesse comprise entre 2 et 4 fois la vitesse de base.
Dans une variante non représentée, la valeur du courant Is reste constante lors des étapes a) et b), indépendamment de la vitesse de la machine.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.
On peut par exemple prévoir dans les parties saillantes du rotor de l'exemple de la figure 2 des ouvertures 15 telles que représentées à la figure 1 , pour recevoir des barres de maintien additionnelles.
L'invention s'applique également à un alternateur.
L'invention peut aussi s'appliquer à un moteur à double stator interne et externe.
L'expression « comportant un » doit être comprise comme « comportant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rotor (5) de machine électrique tournante (1), comportant :
a) un arbre (30) s'étendant selon un axe de rotation (X),
b) une portion aimantée annulaire (20) disposée autour de l'arbre (30), comprenant un ou plusieurs aimants permanents,
c) un paquet de tôles (6) empilées selon l'axe de rotation (X) et définissant des parties polaires (7) disposées en regard de pôles (21) de la portion aimantée (20), deux parties polaires consécutives étant maintenues sur le rotor sans raccordement entre elles du côté radialement intérieur de la portion aimantée (20), les parties polaires (7) définissant des pôles saillants.
2. Rotor (5) selon la revendication 2, la portion aimantée (20) s'étendant de façon continue tout autour de l'axe (X) du rotor.
3. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, la portion aimantée (20) comportant un aimant unique à pôles multiples.
4. Rotor (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la portion aimantée (20) étant au contact ou à proximité de l'arbre (30), notamment étant collée sur l'arbre.
5. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'arbre (30) étant magnétique.
6. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, les parties polaires (7) étant reliées entre elles par des ponts de liaison (35) formés avec les tôles.
7. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, les parties polaires (7) étant traversées par des barres de maintien (40).
8. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, des barres de maintien (40) étant disposées dans des espaces interpolaires (I).
9. Rotor selon la revendication 8, comportant des cales (25) engagées dans les espaces interpolaires (I) et traversées par des barres de maintien (40).
10. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, le paquet de tôles (6) étant entièrement situé radialement à l'extérieur de la portion aimantée (20).
11. Procédé de fabrication d'un rotor (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on dispose le paquet de tôles (6) sur le rotor après mise en place de la portion (20), déjà aimantée ou avant aimantation,
12. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel on aimante ladite portion (20) après la mise en place du paquet de tôles (6) sur le rotor.
13. Procédé de commande d'une machine (1) comprenant un rotor (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et un stator (2), le stator (2) de la machine (1) étant alimenté par un courant (Is), présentant une composante (Id) dans l'axe direct de la machine et une composante (Iq) dans l'axe en quadrature de la machine, procédé dans lequel :
a) on maintient le courant Id constant à une valeur comprise entre 0 et environ 30 % de la valeur du courant Is et le courant Iq constant à une valeur comprise entre environ 90 % et 100 % du courant Is lorsque la vitesse de la machine est inférieure à une vitesse de base, puis
b) on modifie les valeurs des courants Id et Iq en fonction de la vitesse de la machine, lorsque la vitesse de la machine est supérieure à la vitesse de base, la valeur du courant Id étant augmentée tout en restant inférieure à 100 % de la valeur du courant Is et la valeur du courant Iq étant diminuée tout en restant non nulle.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la valeur du courant Is reste constante lors des étapes a) et b).
15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la valeur du courant Is reste constante lors de l'étape a), étant diminuée puis augmentée lors de l'étape b), lorsque la vitesse croit depuis la vitesse de base vers la vitesse maximale.
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB463813A (en) * 1935-11-28 1937-04-07 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to magneto electric machines
DE1166347B (de) * 1963-01-25 1964-03-26 Alexander Cochardt Dr Ing Permanentmagnetischer Rotor
US4469970A (en) * 1981-12-24 1984-09-04 General Electric Company Rotor for permanent magnet excited synchronous motor
US4531071A (en) * 1983-12-12 1985-07-23 Sundstrand Corporation Rotor assembly
US4506181A (en) * 1984-03-02 1985-03-19 General Electric Company Permanent magnet rotor with complete amortisseur
JP3312475B2 (ja) * 1994-03-11 2002-08-05 日産自動車株式会社 同期電動機
US5808392A (en) * 1994-04-28 1998-09-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Permanent magnet type rotating machine
DE10020947A1 (de) * 2000-04-28 2001-11-15 Siemens Ag Läufer für hohe Drehzahlen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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