FR2556519A1 - Enhancement to machines with magnets and in particular to machines with magnets with the rotor and method of manufacturing parts of these machines - Google Patents
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Abstract
Description
Perfectionnement aux machines à aimants et notamment
aux machines à aimants au rotor et procédé
de fabrication de pièces de ces machines.Improvement to magnet machines and in particular
rotor magnet machines and process
manufacturing parts of these machines.
La présente invention a trait à un perfectionnement aux machines à aimants et notamment aux machines à aimants au rotor, comme par ' exemple les génératrices électriques de hautes performances, ainsi qu'à un procédé de fabrication de pièces, rotors ou stators de ces machines. The present invention relates to an improvement to magnet machines and in particular to rotor magnet machines, such as for example high performance electric generators, as well as to a process for manufacturing parts, rotors or stators of these machines.
Le problème de la fixation des aimants sur les appareils ou machines électriques a été en général résolu par la mise en oeuvre de moyens mecaniques de fixation ou de blocage. De telles fixations exigent cependant dans tous les cas un accroissement de poids ou d'encombrement qui devient une véritable gêne dans le cas, par exemple, de rotors à aimants dans des machines très performantes. The problem of fixing magnets on electrical appliances or machines has generally been resolved by the use of mechanical fixing or blocking means. Such attachments, however, in all cases require an increase in weight or size which becomes a real nuisance in the case, for example, of magnet rotors in very efficient machines.
Une autre solution qui a été utilise, consiste a coller les aimants sur leurs supports par l'intermédiaire de colles qui ont été développées ces dernières années. Another solution which has been used consists in gluing the magnets to their supports by means of glues which have been developed in recent years.
Cependant, le collage ne peut pas résister à des températures moyennement élevées, par exemple de 200 C, que l'on peut rencontrer dans les machines tournantes. En outre, il ne se prête pas à une vérification soigneuse de la qualité de la liaison, par exemple par investigation aux rayons X.However, the bonding cannot withstand moderately high temperatures, for example 200 C, which can be encountered in rotating machines. Furthermore, it does not lend itself to careful verification of the quality of the connection, for example by X-ray investigation.
Grâce à la mise au point d'aimants de hautes performances, comme par exemple certains aimants mEtal- liques moulés ou surtout les aimants frittés du type terre rare-cobalt, on met actuellement au point des machines tournantes, et notamment des génératrices à aimants au rotor, très performantes, dans lesquelles les rotors sont entraînés à des vitesses de rotation très élevées, atteignant par exemple des vitesses périphériques. de 150 à 200 m/s, dans une ambiance de température élevée. Le collage des aimants est exclu dans de telles circonstances et l'on a donc recours aux moyens de fixation mécanique malgré la nature fragile de ces aimants.D'une façon générale, les aimants sont maintenus sur le rotor par une frette métallique périphérique qui, en raison des vitesses de rotation atteintes, doit présenter une épaisseur importante qui diminue d'autant l'entrefer et limite. les performances de la machine. Thanks to the development of high performance magnets, such as certain molded metal magnets or especially sintered magnets of the rare earth-cobalt type, we are currently developing rotating machines, and in particular magnets generators with rotor, very efficient, in which the rotors are driven at very high rotational speeds, reaching for example peripheral speeds. from 150 to 200 m / s, in an atmosphere of high temperature. Bonding of the magnets is excluded in such circumstances and therefore mechanical fixing means are used despite the fragile nature of these magnets. Generally, the magnets are held on the rotor by a peripheral metal hoop which, due to the rotational speeds reached, must have a large thickness which reduces the air gap and limits accordingly. machine performance.
La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et d'apporter des perfectionnements aux machines à aimants et notamment aux machines à aimants au rotor à grandes vitesses de rotation utilisant des aimants modernes, notamment du type à terre rare. The present invention proposes to remedy these drawbacks and to provide improvements to magnet machines and in particular to magnet machines with a rotor at high rotational speeds using modern magnets, in particular of the rare earth type.
L'invention a pour objet un perfectionnement aux machines à aimants et notamment aux machines à aimants au rotor, utilisant des aimants modernes de hautes performances, tels que notamment des aimants frittés terre rarecobalt, par exemple samarium-cobalt, caractérisé en ce que le ou les aimants sont brasés sur son ou leurs supports. The subject of the invention is an improvement to magnet machines and in particular to rotor magnet machines, using modern high performance magnets, such as in particular rare earth sintered magnets, for example samarium-cobalt, characterized in that the or the magnets are soldered to its support (s).
Par brasage, on entend dans la présente invention l'opération consistant à relier une face de l'aimant à la face correspondante présentée par son support métallique à température de fusion nettement inférieure à celle dudit support. Il peut s'agir d'un brasage proprement dit par capillarité, d'un brasage par bain liquide, soudobrasage ou soudage par apport d'un tel matériau métallique. By brazing is meant in the present invention the operation of connecting a face of the magnet to the corresponding face presented by its metal support at a melting temperature significantly lower than that of said support. It may be brazing proper by capillary action, brazing by liquid bath, braze brazing or welding by the addition of such a metallic material.
L'idée de fixer par brasage des aimants tels que les aimants terre rare-cobalt s'avère surprenante car l'opération de brasage entraîne une augmentation locale importante de température qui provoque un échauffement de l'aimant qui tend à le démagnétiser au moins partiellement et le plus souvent totalement et à provoquer des modifications et apparitions de contraintes réputées néfastes. The idea of fixing magnets such as rare earth cobalt magnets by soldering is surprising since the soldering operation causes a significant local temperature increase which causes the magnet to heat up which tends to demagnetize it at least partially. and most often totally and to cause modifications and the appearance of constraints deemed harmful.
Dans une variante, le brasage peut être remplacé par un soudage par faisceau électronique ou par laser. Alternatively, brazing can be replaced by electron beam or laser welding.
De façon surprenante, l'invention a permis de montrer que les aimants, ainsi fixés par brasage, peuvent être remagnétisés en place, si nécessaire, sans la moindre difficulté par simple application d'un champ magnétique convenable. Surprisingly, the invention has made it possible to show that the magnets, thus fixed by soldering, can be re-magnetized in place, if necessary, without the slightest difficulty by simple application of a suitable magnetic field.
Par ailleurs, on constatc que les aimants frittés brasés sur leurs supports restent fixés même pour les plus grands efforts, l'aimant se fracturant avant que le brasage ne cède. Furthermore, it can be seen that the sintered magnets soldered on their supports remain fixed even for the greatest efforts, the magnet fracturing before the soldering fails.
L'invention est particulièrement adaptée à la fabrication de rotors à aimants tangentiels, c'est-à-dire dont les faces périphériques des aimants forment les pôles inducteurs, sans présence de pièces polaires. Dans de tels rotors, par exemple pour génératrices de hautes performances à grande vitesse de rotation, il est ainsi possible de suprimer la frette cylindrique périphérique épaisse auparavant necessaire. Le cas échéant, on peut simplement maintenir un fourreau cylindrique extrêmement mince autour des aimants du rotor, de façon à éviter les projections de particules se détachant des aimants, ce fourreau n'intervenant que de façon négligeable dans la définition de l'entrefer. The invention is particularly suitable for the manufacture of rotors with tangential magnets, that is to say of which the peripheral faces of the magnets form the inducing poles, without the presence of pole pieces. In such rotors, for example for high performance generators at high speed of rotation, it is thus possible to remove the thick peripheral cylindrical hoop previously required. If necessary, one can simply maintain an extremely thin cylindrical sheath around the magnets of the rotor, so as to avoid the projections of particles detaching from the magnets, this sheath intervening only in a negligible way in the definition of the air gap.
De préférence, les aimants brasés sont des aimants frittes à terres rares, par exemple terre rare-cobalt tel que samarium-cobalt Sm-Co 5 ou Sm-Co 17. Preferably, the brazed magnets are rare earth sintered magnets, for example rare earth-cobalt such as samarium-cobalt Sm-Co 5 or Sm-Co 17.
La température dè brasage est en général supérieure à 300"C. Elle dépend des brasures utilisées mais dans chaque cas particulier, on choisira une brasure à température de fusion nettement supérieure à la température qui risque d'être atteinte dans la machine tournante. The soldering temperature is generally greater than 300 "C. It depends on the solder used, but in each particular case, a solder with a melting temperature much higher than the temperature which is likely to be reached in the rotary machine will be chosen.
Les brasures utilisées sont des brasures du commerce qui doivent avoir un grand pouvoir mouillant. The solders used are commercial solders which must have a high wetting power.
A titre d'exemple, on peut citer les brasures
- CASTOLIN 1802, vendue par la société française
CASTOLIN à CHATILLON sous BAGNEUX fondant vers
740"C et adhérant et coulant bien lorsque l'ai
mant et son support atteignent la température
de 620"C environ.By way of example, mention may be made of the solders
- CASTOLIN 1802, sold by the French company
CASTOLIN in CHATILLON sous BAGNEUX melting towards
740 "C and adheres and flows well when
mant and its support reach temperature
about 620 "C.
- LASTEK 31 venduepar la société française LASTEK
à EVRY.- LASTEK 31 sold by the French company LASTEK
at EVRY.
- LYON-ALEMAND T117 vendue par la société française
COMPTOIR LyON-ALLEMAND LOUYOT et Cie à PARIS
L'invention a également pour objet un Procédé
de fabrication de pièces de machines à aimants, et notam
ment de stators et surtout rotors1 caractérisé en ce que
l'on fixe l'aimant tel que defini auparavant, notamment
un aimant cobalt-lanthanide, sur son support par fusion
métallique, notamment par brasage.- LYON-ALEMAND T117 sold by the French company
COMPTOIR LyON-ALLEMAND LOUYOT et Cie in PARIS
The invention also relates to a method
for manufacturing parts of magnet machines, and in particular
stators and especially rotors1 characterized in that
the magnet is fixed as defined above, in particular
a cobalt-lanthanide magnet, on its support by fusion
metallic, in particular by brazing.
En variante, l'aimant peut également être fixé
par soudage électronique ou au laser.Alternatively, the magnet can also be attached
by electronic or laser welding.
Si l'aimant a été désaimanté totalement ou par
tiellement, on le réaimante après brasure conformément
à une caractéristique avantageuse de l'invention. Il suffit
pour cela de réaliser un. aimanteur tout à fait usuel dont
les deux pièces polaires sont adaptées, par leur forme,
aux formes des faces apparentes des aimants. D'une façon
générale, des intensités magnétiques de 1,5 à 2 Tesla
sont suffisantes.If the magnet has been completely or completely demagnetized
it is re-magnetized after soldering in accordance
to an advantageous characteristic of the invention. It is enough
for this to achieve a. quite common magnetizer of which
the two pole pieces are adapted, by their shape,
to the shapes of the visible faces of the magnets. In a way
general, magnetic intensities of 1.5 to 2 Tesla
are sufficient.
Selon une autre forme de réalisation avantageuse
de l'invention, on peut, pour éviter la désaimantation
de l'aimant, traiter la surface à fixer de l'aimant et de son support pour la rendre compatible avec une brasure à l'étain ou au plomb. dépôts
Ces traitements peuvent consister en 1 étalliques
On peut par exemple argenter ou cuivrer lesdites surfaces par des traitements électrolytiques.According to another advantageous embodiment
of the invention, it is possible, to avoid demagnetization
of the magnet, treat the surface to be fixed of the magnet and its support to make it compatible with solder with tin or lead. deposits
These treatments can consist of 1 metallic
One can for example silver or copper said surfaces by electrolytic treatments.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, et se réfb- rant au dessinannexé dans lequel
- la figure 1 représente une vue en élévation d'un rotor à quatre aimants1
- la figure 2 représente une coupe A-A de la figure 1.Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the following description, given by way of nonlimiting example, and referring to the appended drawing in which
- Figure 1 shows an elevational view of a rotor with four magnets1
- Figure 2 shows a section AA of Figure 1.
Le rotor représenté sur le dessin présente, outre son axe 1 avec ses portées la, 16, un noyau d'acier doux 2 de forme cylindrique. Sur ce noyau sont fixés quatre aimants 3 en Sm-Co 5, dont les polarités apparaissent sur la figure 2. Les faces intérieures de ces aimants 3 sont cylindriques concaves et épousent la forme- cylindrique du noyau 2 qui forme leur support. The rotor shown in the drawing has, in addition to its axis 1 with its bearings 1a, 16, a soft steel core 2 of cylindrical shape. On this core are fixed four magnets 3 in Sm-Co 5, the polarities of which appear in FIG. 2. The interior faces of these magnets 3 are concave cylindrical and conform to the cylindrical shape of the core 2 which forms their support.
Après. nettoyage, dégraissage, lavage et séchage, les aimants 3 et le noyau 2 sont chauffés à 600 "C environ . La brasure, CASTOLIN 1802 est appliquée aux deuxpièces.On laisse ensuite l'ensemble se refroidir lentement. Le rotor ainsi constitué est ensuite réaimanté par un aimanteur dont les deux pièces polaires épousent les formes extérieures cylindriques de deux aimants 3 consécutifs. L'aimantation se fait pendant une fraction de seconde avec une intensité de 1,8 Tesla. After. cleaning, degreasing, washing and drying, the magnets 3 and the core 2 are heated to approximately 600 "C. The solder, CASTOLIN 1802 is applied to the two pieces. The assembly is then allowed to cool slowly. The rotor thus formed is then re-magnetized by a magnetizer, the two pole pieces of which conform to the cylindrical external shapes of two consecutive magnets 3. The magnetization is done for a fraction of a second with an intensity of 1.8 Tesla.
Le rotor représenté, dont le diamètre de noyau 2 est-de 28 mm, est ensuite entouré d'un fourreau cylindrique amagnétique de 0,5 mm d'épaisseur. The rotor shown, whose core diameter 2 is 28 mm, is then surrounded by a non-magnetic cylindrical sheath 0.5 mm thick.
Bien entendu, les faces intérieures des aimants peuvent avoir d'autres formes, par exemple planes auquel cas le noyau présente des méplats correspondants. Of course, the inner faces of the magnets can have other shapes, for example planar in which case the core has corresponding flats.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8319669A FR2556519A1 (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Enhancement to machines with magnets and in particular to machines with magnets with the rotor and method of manufacturing parts of these machines |
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| FR8319669A FR2556519A1 (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Enhancement to machines with magnets and in particular to machines with magnets with the rotor and method of manufacturing parts of these machines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2556519A1 true FR2556519A1 (en) | 1985-06-14 |
Family
ID=9294984
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8319669A Withdrawn FR2556519A1 (en) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | Enhancement to machines with magnets and in particular to machines with magnets with the rotor and method of manufacturing parts of these machines |
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| FR (1) | FR2556519A1 (en) |
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