FR2673776A3 - PERMANENT MAGNET ROTOR FOR ELECTRIC MACHINES. - Google Patents
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Abstract
Rotor à aimant permanent pour des machines électriques, caractérisé en ce que chaque arête supérieure en forme d'arc opposée au cylindre de support (10) sur les faces frontales des segments d'aimant (11) est munie d'un chanfrein (25, 26) et le dispositif de fixation (12) se compose de deux couvercles annulaires (13, 14) qui sont emmanchés sur les faces frontales des segments d'aimant (11) et dépassent avec un bord de débordement (27, 28) adapté à chacun des chanfreins (25, 26) par dessus eux (25, 26) et en ce que les couvercles annulaires (13, 14) sont fixés en étant bloqués axialement et radialement sur le cylindre de support (10).Permanent magnet rotor for electrical machines, characterized in that each upper arc-shaped edge opposite the support cylinder (10) on the end faces of the magnet segments (11) is provided with a chamfer (25, 26) and the fixing device (12) consists of two annular covers (13, 14) which are fitted on the end faces of the magnet segments (11) and protrude with an overflow edge (27, 28) suitable for each of the chamfers (25, 26) over them (25, 26) and in that the annular covers (13, 14) are fixed being axially and radially blocked on the support cylinder (10).
Description
"Rotor d'aimant permanent pour des machines électri-"Permanent magnet rotor for electric machines
ques". La présente invention concerne un rotor d'aimant permanent pour des machines électriques, en particulier comme élément immergé de pompe à lessive, The present invention relates to a permanent magnet rotor for electric machines, particularly as a submerged laundry pump element.
de pompe à carburant ou analogue, comportant un cylin- fuel pump or the like, comprising a cylinder
dre de support et plusieurs segments d'aimant perma- of support and several permanent magnet segments
nent en forme de coquille appliqués sur le cylindre de support, ces segments étant en butée les uns contre les autres dans la direction périphérique et étant maintenus sur le cylindre de support, solidairement en in the form of a shell applied to the support cylinder, these segments abutting each other in the circumferential direction and being held on the support cylinder,
rotation par l'intermédiaire d'un dispositif de fixa- rotation by means of a fixing device
tion. Selon un rotor à aimant permanent connu, correspondant à ce type (P 36 22 231 3) le dispositif de fixation des segments d'aimant en forme de coupelle en arc de cercle se compose d'un manchon coaxial à l'axe du rotor, en un matériau non magnétique, et dont les deux faces frontales sont recouvertes chacune d'un tion. According to a known permanent magnet rotor, corresponding to this type (P 36 22 231 3), the device for fixing the arcuate cup shaped magnet segments consists of a sleeve coaxial with the axis of the rotor, in a non-magnetic material, and whose two end faces are each covered with a
anneau de fermeture fretté sur le cylindre de support. shrink ring on the support cylinder.
Les deux anneaux de fermeture sont chapeautés par le manchon Le cylindre de support est constitué d'un noyau d'acier faisant corps avec l'arbre du rotor; à The two closing rings are covered by the sleeve. The support cylinder consists of a steel core integral with the rotor shaft; at
sa périphérie ce noyau comporte un certain nombre de. its periphery this nucleus comprises a number of.
segments d'aimant permanent correspondant au nombre permanent magnet segments corresponding to the number
des rainures situées aux points de jonction des seg- grooves at the junction points of the seg-
ments d'aimant permanent On remplit de résine coulée ces rainures ainsi que les cavités et fentes formées aux jonctions des segments d'aimant permanent d'une part entre les segments d'aimant permanent et le noyau en acier et, d'autre part, entre les segments d'aimant permanent et le manchon, résultant des tolérances de fabrication. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et concerne à Permanent magnet elements The grooves and the cavities and slots formed at the junctions of the permanent magnet segments are filled with cast resin on the one hand between the permanent magnet segments and the steel core on the other hand. between the permanent magnet segments and the sleeve, resulting in manufacturing tolerances. The present invention aims to overcome the drawbacks of known solutions and concerns
cet effet un rotor du type défini ci-dessus caractéri- this effect a rotor of the type defined above characterized by
sé en ce que chaque arête supérieure en forme d'arc, opposée au cylindre de support sur les faces frontales des segments d'aimant est munie d'un chanfrein et le dispositif de fixation se compose de deux couvercles characterized in that each arcuate upper edge opposite the support cylinder on the end faces of the magnet segments is provided with a chamfer and the fixing device consists of two covers
annulaires emmanchés sur les faces frontales des seg- annular tips fitted on the front faces of
ments d'aimant et passent avec un bord de débordement adapté à chacun des chanfreins par dessus eux, les couvercles annulaires étant fixés en étant bloqués magnet parts and pass with an overflow edge adapted to each of the chamfers over them, the annular covers being fixed while being blocked
axialement et radialement sur le cylindre de support. axially and radially on the support cylinder.
Ce rotor à aimant permanent offre l'avantage This permanent magnet rotor offers the advantage
d'un coût de fabrication réduit grâce à un montage ra- reduced manufacturing cost thanks to a reduced installation
tionnel permettant une cadence de travail élevée La fixation des segments d'aimant permanent est également enabling a high work rate The fixing of the permanent magnet segments is also
garantie même aux vitesses de rotation très élevées. guaranteed even at very high speeds.
En outre, on peut utiliser sans difficulté le rotor à In addition, the rotor can be used without difficulty.
aimant permanent comme rotor tournant en milieu humi- permanent magnet as rotating rotor in a humi-
de, par exemple dans les pompes à carburant car on ne risque aucun gonflement du rotor comme cela est le cas d'une fixation en matière synthétique des segments d'aimant. of, for example in the fuel pumps because there is no risk of swelling of the rotor as is the case of a synthetic fastening of the magnet segments.
Suivant une autre caractéristique de l'in- According to another characteristic of the in-
vention le diamètre extérieur des couvercles annulai- the outer diameter of the annular covers
res frontaux est égal au diamètre extérieur des seg- frontal res is equal to the outer diameter of the segments
ments d'aimant De ce fait, aucun élément de fixation ne dépasse du diamètre extérieur de l'aimant ce qui permet la réalisation d'entrefers extrêmement réduits As a result, no fastening element protrudes from the outer diameter of the magnet, which allows the production of extremely small air gaps.
dans le moteur.in the engine.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le cylindre de support According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the support cylinder
comporte à ses deux extrémités, chaque fois un épaule- has at both ends, each time a shoulder-
ment annulaire prévu à une certaine distance des ex- intended for a certain distance from the ex-
trémités frontales La longueur axiale des segments d'aimant permanent est égale ou légèrement supérieure à la distance axiale des épaulements annulaires Les couvercles annulaires sont fixés solidairement sur les faces frontales des segments d'aimant permanent, dans la direction axiale et au moins l'un des couvercles annulaires est appliqué contre un épaulement annulaire frontal trenches The axial length of the permanent magnet segments is equal to or slightly greater than the axial distance of the annular shoulders. The annular covers are fixed integrally on the end faces of the permanent magnet segments, in the axial direction and at least one annular covers is applied against an annular shoulder
par une pression axiale.by axial pressure.
Le serrage axial des couvercles annulaires est réalisé selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention en ce que le cylindre de support est en The axial tightening of the annular covers is made according to a preferred embodiment of the invention in that the support cylinder is in
forme de manchon qui dépasse axialement à chaque ex- sleeve shape which protrudes axially at each ex-
trémité par rapport aux segments d'aimant permanent tremity relative to the permanent magnet segments
par un collet faisant corps et dont l'épaisseur de pa- by a collared collar and the thickness of which is
roi est réduite L'ouverture annulaire, centrale des King is reduced The annular opening, central of the
couvercles annulaires est dimensionné de façon légère- annular covers is dimensioned lightly
ment plus grande que le diamètre extérieur des collets larger than the outside diameter of the collars
de manchon et le serrage axial des couvercles annulai- of the sleeve and the axial tightening of the annular covers
res est assuré par le blocage des extrémités de collet res is ensured by locking the collar ends
ou par un autre rabattement au moins partiel des cou- or at least a further reduction of at least
vercles annulaires avec les extrémités de collet. annular circles with the collar ends.
Pour compenser les tolérances longitudinales entre les éléments d'aimant, il est prévu selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, entre To compensate for the longitudinal tolerances between the magnet elements, provision is made according to a preferred embodiment of the invention between
au moins l'une des faces frontales des segments d'ai- at least one of the front faces of the segments of
mant et les couvercles annulaires qui les serrent, un élément de ressort élastique de préférence sous la forme d'une couche de matière synthétique compressible élastiquement Selon les différences de longueur entre mantle and the annular covers that tighten them, an elastic spring element preferably in the form of a layer of elastically compressible synthetic material Depending on the length differences between
les segments d'aimant, les différents éléments de res- magnet segments, the various elements of res-
sort, élastiques sont comprimés avec une intensité va- fate, elastics are compressed with a
riable et dans tous les cas les segments d'aimant sont fixés sans possibilité de translation axiale. in all cases the magnet segments are fixed without the possibility of axial translation.
Selon une variante de réalisation de l'in- According to an alternative embodiment of the invention
vention, la compensation des tolérances longitudinales des segments d'aimant est assurée en ce qu'au moins l'un des couvercles annulaires est subdivisé en un the compensation of the longitudinal tolerances of the magnet segments is ensured in that at least one of the annular covers is subdivided into one
nombre de segments de couvercle correspondant au nom- number of cover segments corresponding to the
bre des segments d'aimant, et ces segments de couver- of the magnet segments, and these segments of
cle sont réalisés de manière identique et enserrent cle are made identically and enclose
chaque fois un segment d'aimant.each time a magnet segment.
La présente invention sera explicité ci-ap- The present invention will be explained hereinafter
rès de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins Ainsi: La figure 1 est une coupe longitudinale in more detail with the help of an example of embodiment shown in the drawings Thus: Figure 1 is a longitudinal section
d'un rotor à aimant permanent.a permanent magnet rotor.
La figure 2 est une coupe selon la ligne Figure 2 is a section along the line
II-II à la figure 1 du rotor à aimant permanent. II-II in Figure 1 of the permanent magnet rotor.
Les figures 3 et 4 représentent chacune une coupe longitudinale d'un rotor d'aimant permanent Figures 3 and 4 each represent a longitudinal section of a permanent magnet rotor
selon un second mode de réalisation. according to a second embodiment.
La figure 5 est une vue de côté du rotor à aimant permanent sans arbre de rotor, cette vue étant prise dans la direction de la flèche V à la figure 4 FIG. 5 is a side view of the permanent magnet rotor without a rotor shaft, this view being taken in the direction of arrow V in FIG. 4
avant injection de matière synthétique. before injection of synthetic material.
Description des exemples de réalisation Description of the embodiments
Le rotor à aimant permanent représenté en The permanent magnet rotor represented in
coupe longitudinale à la figure 1 se compose d'un cy- longitudinal section in Figure 1 consists of a
lindre de support 10 et de trois segments d'aimant support liner 10 and three magnet segments
permanent 11 en forme de coquille appliqués directe- permanent 11 shell-shaped direct-applied
ment sur le cylindre de support 10; comme le montre on the support cylinder 10; as shown
la figure 2 ces segments sont en butée dans la direc- these segments are abutted in the direction
tion périphérique Les segments d'aimant 11 sont ai- The magnet segments 11 are
mantés dans la direction radiale Les segments d'ai- in the radial direction.
mant 11 sont serrés sur le cylindre de support 10 à mant 11 are tight on the support cylinder 10 to
l'aide d'un dispositif de fixation 12 et sont notam- with the aid of a fastening device 12 and are
ment protégés contre les forces centrifuges Le dispo- protected against centrifugal forces.
sitif de fixation 12 se compose de deux couvercles an- nulaires 13, 14 de forme identique, ayant chacun une Fastening device 12 consists of two annular covers 13, 14 of identical shape, each having a
ouverture annulaire 15, 16 et une gorge 17, 18 centra- annular opening 15, 16 and a groove 17, 18 centrally
le, coaxiale à l'ouverture annulaire correspondante the, coaxial with the corresponding annular opening
, 16 Le cylindre de support 10 est en forme de man- , 16 The support cylinder 10 is shaped like a man
chon 20 dont les deux extrémités portent chacune un collet 21, 22 dont l'épaisseur de paroi a été réduite et à la périphérie du manchon 20 l'épaisseur de paroi est plus importante que celle des collets 21, 22 de plus faible épaisseur, formant corps et définissant ainsi un épaulement annulaire 23, 24 La distance chon 20 whose two ends each carry a collar 21, 22 whose wall thickness has been reduced and at the periphery of the sleeve 20 the wall thickness is greater than that of the collars 21, 22 of smaller thickness, forming body and thus defining an annular shoulder 23, 24 The distance
axiale des deux épaulements annulaires 23, 24 est éga- axial axis of the two annular shoulders 23, 24 is also
le ou légèrement inférieure à la longueur axiale des the or slightly less than the axial length of the
segments d'aimant 11.magnet segments 11.
Chaque arête supérieure en forme d'arc, des faces frontales des segments d'aimant 11, opposée au manchon 20 est munie d'un chanfrein 25, 26 Un bord de recouvrement 27, 28 correspondant aux chanfreins 25, 26 est prévu sur chaque couvercle 13, 14 pour déborder du chanfrein 25, 26 correspondant lorsque le montage Each arcuate upper edge, of the end faces of the magnet segments 11, opposite the sleeve 20 is provided with a chamfer 25, 26 A cover edge 27, 28 corresponding to the chamfers 25, 26 is provided on each cover 13, 14 to overflow the corresponding chamfer 25, 26 when mounting
du rotor est terminé Le diamètre extérieur du couver- the rotor is completed The outer diameter of the cover
cle 13 est alors égal au diamètre extérieur des seg- cle 13 is then equal to the outside diameter of the segments
ments d'aimant 11.magnet elements 11.
Pour le montage du rotor à aimant permanent, For mounting the permanent magnet rotor,
on emmanche les couvercles 13, 14 avec leurs ouvertu- we cover the lids 13, 14 with their openings
res annulaires 15, 16 sur les deux collets 21, 22 du rings 15, 16 on the two collars 21, 22 of the
manchon 20 jusqu'à ce que par leurs bords de déborde- sleeve 20 until their edges overflow-
ment 27, 28 les couvercles recouvrent les chanfreins 27, 28 the covers cover the chamfers
, 26 des segments d'aimant 11 Puis, les deux extré- , 26 of the magnet segments 11 Then, the two ends
mités de collet qui pénètrent dans les gorges 17, 18 des couvercles 13, 14 se bloquent contre le fond des collar holes that penetrate the grooves 17, 18 of the covers 13, 14 are locked against the bottom of the
gorges 17, 18 Les couvercles 13, 14 s'appliquent ain- 17, 18 Covers 13, 14 shall apply
si entre les faces frontales des segments d'aimant 11. if between the end faces of the magnet segments 11.
Les bords de débordement 27, 28 se trouvent ainsi au niveau des chanfreins 25, 26 radialement au-dessus des segments d'aimant 11 et bloquent ceux-ci contre les forces centrifuges engendrées par la rotation Du fait du blocage, au moins un collet (dans le cas présent le The overflow edges 27, 28 are thus at the level of the chamfers 25, 26 radially above the magnet segments 11 and block them against the centrifugal forces generated by the rotation Due to the blocking, at least one collar ( in this case the
collet 21) est fixé contre l'épaulement annulaire cor- collar 21) is fixed against the annular shoulder cor-
respondant (dans le cas présent l'épaulement annulaire 23) ce qui bloque également les segments d'aimant 11 respondent (in this case the annular shoulder 23) which also blocks the magnet segments 11
contre toute translation axiale.against any axial translation.
A la place du blocage, par une réalisation appropriée des collets 21, 22, on pourrait également les rabattre sur les couvercles 13, 14 pour que le bord de rabattement formé par l'extrémité du collet In place of the blocking, by a suitable embodiment of the collars 21, 22, it could also be folded on the covers 13, 14 so that the folding edge formed by the end of the collar
dépasse du fond de la gorge 17, 18 et que les couver- beyond the back of the throat 17, 18 and that the covers
cles 13, 14 soient serrés de la même manière contre les segments d'aimant 11 et qu'entre les épaulements 13, 14 are clamped in the same way against the magnet segments 11 and between the shoulders
annulaires 23.annular 23.
Le manchon 20 est emmanché sur l'arbre de rotor non représenté ici et est bloqué solidairement The sleeve 20 is fitted on the rotor shaft not shown here and is locked together
en rotation sur l'arbre Les segments d'aimant 11 ser- in rotation on the shaft The magnet segments 11 serve
rés par les couvercles 13,14 présentent en général des tolérances de longueur axiale Pour ne pas avoir à fixer des tolérances trop strictes, il est prévu pour 13-14 generally have axial length tolerances. In order to avoid having to set tolerances that are too strict, it is
le rotor d'aimant permanent montré à la figure 3, en- the permanent magnet rotor shown in FIG.
tre les faces frontales des segments d'aimant 11 et les surfaces annulaires des couvercles 13, 14, chaque the front faces of the magnet segments 11 and the annular surfaces of the covers 13, 14, each
fois une couche de matière synthétique 29, 30 compri- one layer of synthetic material 29, 30
mée élastiquement et qui est de préférence pulvérisée elastically molded and which is preferably sprayed
sur les surfaces 11 des couvercles annulaires (éven- on the surfaces 11 of the annular covers (possibly
tuellement aussi sur les segments d'aimant) Selon les also on the magnet segments)
différences de longueur, les couches de matière syn- differences in length, the layers of syn-
thétique 29, 30 sont plus ou moins comprimées lors du serrage des extrémités de collet 21, 22 du manchon 20, si bien que les segments d'aimant 11 se maintiennent 29, 30 are more or less compressed when clamping the collar ends 21, 22 of the sleeve 20, so that the magnet segments 11 are maintained
dans la direction axiale, sans jeu entre les couver- in the axial direction, without any gap between
cles 13, 14 Fondamentalement, il suffirait de ne pré- 13, 14 Basically, it would be sufficient to
voir qu'une seule telle couche de matière synthétique 29, 30 sur une face frontale des segments d'aimant 11. En ayant deux couches, on peut réduire l'épaisseur de chaque couche, si bien que les chanfreins 25, 26 des see only one such layer of synthetic material 29, 30 on one end face of the magnet segments 11. By having two layers, the thickness of each layer can be reduced, so that the chamfers 25, 26 of the
segments d'aimant 11 se trouvent recouverts suffisam- magnet segments 11 are covered sufficiently
ment par les bords de débordement 27, 28 des couver- by the overflow edges 27, 28 of the covers
cles 13, 14.keys 13, 14.
Dans le cas du rotor d'aimant permanent des In the case of the permanent magnet rotor of
figures 4 et 5, la compensation des tolérances de lon- FIGS. 4 and 5, the compensation of the tolerances of
gueur axiale entre les segments d'aimant 11 sont ab- axial distance between the magnet segments 11 are ab-
sorbées du fait que le couvercle 14 est subdivisé en trois segments de couvercle identiques distincts 141, 142, 143 (figure 5) Chaque segment de couvercle 141, 142, 143 est associé à un segment d'aimant 11 et serre solidement le segment d'aimant 11 avec le couvercle 13 Les segments de couvercle 141 143 sont maintenus sorbed because the cover 14 is subdivided into three distinct identical cover segments 141, 142, 143 (Fig. 5) Each cover segment 141, 142, 143 is associated with a magnet segment 11 and securely clamps the segment of magnet 11 with cover 13 Cover segments 141 143 are maintained
d'une part par les extrémités de collet 21, 22 blo- on the one hand by the collar ends 21, 22
quées du manchon 20 et d'autre part, par une projec- of the sleeve 20 and, secondly, by a projection
tion de matière synthétique 31 du rotor d'aimant per- plastic material 31 of the magnet rotor
manent qui relie également solidairement le manchon 20 manent which also connects the sleeve 20
à un arbre de rotor 32 La projection de matière syn- to a rotor shaft 32 The projection of synchronous material
thétique 31 remplit les cavités et fentes coaxiales 17, 18 des couvercles 13, 14 ainsi que les intervalles the thetic 31 fills the cavities and coaxial slots 17, 18 of the covers 13, 14 and the intervals
radiaux 33 qui subsistent entre les segments de cou- which remain between the segments of cou-
vercle 141 143.circle 141 143.
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