FR2769424A1 - Electric vehicle synchronous traction motor with permanent magnet rotor. - Google Patents
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Abstract
Description
MOTEUR SYNCHRONE COMPORTANT UN ROTOR
A AIMANTS PERMANENTS
L'invention concerne les moteurs électriques de tractions de type synchrone comportant un rotor à aimants permanents.SYNCHRONOUS MOTOR COMPRISING A ROTOR
PERMANENT MAGNETS
The invention relates to synchronous type traction electric motors comprising a rotor with permanent magnets.
Dans ce type de moteur électrique, le stator comporte des bobinages parcourus par un courant électrique d'alimentation créant des champs magnétiques de stator. Le rotor comporte une série d'aimants permanents générant des champs magnétiques de rotor. Les champs de stator et de rotor assurent la mise en rotation du rotor. In this type of electric motor, the stator comprises windings traversed by an electric supply current creating magnetic fields of the stator. The rotor has a series of permanent magnets generating rotor magnetic fields. The stator and rotor fields ensure the rotation of the rotor.
L'invention concerne plus précisément le rotor de ce type de moteur électrique. The invention relates more precisely to the rotor of this type of electric motor.
La figure la montre une réalisation en perspective du rotor selon l'état de l'art et la figure lb une coupe partielle selon XX' du rotor de la figure la. Figure la shows a perspective embodiment of the rotor according to the state of the art and Figure lb a partial section along XX 'of the rotor of Figure la.
Un rotor 10 d'un moteur électrique synchrone comporte un support 12, de forme cylindrique circulaire selon un axe AA', le support est constitué essentiellement d'un assemblage de tôles 14 ayant une épaisseur d'environ 0,35 mm et un diamètre f1 sensiblement égale à 169,2 mm. Deux flasques métalliques de diamètre sensiblement identique au diamètre du support, soit f1, sont disposés coaxialement à l'axe du rotor et de part et d'autre du support. Un flasque droit Fd est disposé du côté droit du support 12 tel qu'il est représenté aux figures la et lb et un flasque gauche Fg est disposé du côté gauche du support 12. Les flasques et l'ensemble des tôles constituant le support sont maintenus assemblés serrés par des moyens connus comme par exemple le collage, le rivetage, le soudage TIG ou laser. Les tôles 14 comportent des ouvertures régulièrement distribuées au tour de leur axe AA' afin d'alléger le poids du rotor.A rotor 10 of a synchronous electric motor comprises a support 12, of circular cylindrical shape along an axis AA ', the support essentially consists of an assembly of sheets 14 having a thickness of approximately 0.35 mm and a diameter f1 substantially equal to 169.2 mm. Two metal flanges with a diameter substantially identical to the diameter of the support, ie f1, are arranged coaxially with the axis of the rotor and on either side of the support. A right flange Fd is disposed on the right side of the support 12 as shown in Figures la and lb and a left flange Fg is disposed on the left side of the support 12. The flanges and all of the sheets constituting the support are maintained assembled tightly by known means such as for example gluing, riveting, TIG or laser welding. The sheets 14 have openings regularly distributed around their axis AA ′ in order to lighten the weight of the rotor.
Les flasques réalisés en acier XC38 sont de forme cylindrique de diamètre f 1 et d'une épaisseur d'environ 10 mm. The flanges made of XC38 steel are cylindrical in shape with a diameter f 1 and a thickness of about 10 mm.
Chacun des flasques comporte un évidement 20, de forme circulaire cylindrique autour de son axe de révolution, situé du côté de la face non en contact avec le support 12 du rotor. L'évidement 20 fait apparaître sur la périphérie de chacun des flasques une saillie 24 de forme torique permettant d'effectuer l'équilibrage des masses du rotor en rotation. Each of the flanges has a recess 20, of circular cylindrical shape around its axis of revolution, located on the side of the face not in contact with the support 12 of the rotor. The recess 20 makes appear on the periphery of each of the flanges a projection 24 of toric shape making it possible to balance the masses of the rotating rotor.
Sur la surface cylindrique du support 12 sont fixés par collage, selon des techniques connues, douze rangées 16 d'aimants permanents d'épaisseur Ep. Chaque rangée 16 se trouve répartie régulièrement sur la surface cylindrique du support selon des lignes génératrices Bi B'j (avec i = 1, 2,...12) de la surface cylindrique du support, ces lignes Bi B'j étant réparties le long de la circonférence du support selon un pas angulaire a de 300. On the cylindrical surface of the support 12 are fixed by gluing, according to known techniques, twelve rows 16 of permanent magnets of thickness Ep. Each row 16 is regularly distributed over the cylindrical surface of the support along generating lines Bi B'j (with i = 1, 2, ... 12) of the cylindrical surface of the support, these lines Bi B'j being distributed along the circumference of the support at an angular pitch a of 300.
Chaque rangée est constituée de quatre aimants permanents 18 en forme de tuile montés bout à bout selon la ligne B B'i et ayant une section correspondant sensiblement à une surface S comprise entre un angle ss formé par deux lignes OC et OD perpendiculaires à l'axe AA', le point 0 étant situé sur l'axe AA' et deux portions de cercle interceptés par cet angle ss, le diamètre du plus petit cercle étant égal au diamétre f1 du support 12 et le diamètre f4 du plus grand cercle étant égal au diamètre du support 12 plus deux fois l'épaisseur Ep des aimants permanents. L'épaisseur Ep de l'aimant permanent est dans le cas de cette réalisation de l'ordre de trois mm. Each row consists of four permanent magnets 18 in the form of a tile mounted end to end along the line B B'i and having a section corresponding substantially to a surface S comprised between an angle ss formed by two lines OC and OD perpendicular to the axis AA ', the point 0 being located on the axis AA' and two portions of a circle intercepted by this angle ss, the diameter of the smallest circle being equal to the diameter f1 of the support 12 and the diameter f4 of the largest circle being equal to the diameter of the support 12 plus twice the thickness Ep of the permanent magnets. The thickness Ep of the permanent magnet is in the case of this embodiment of the order of three mm.
L'angle Q formé par les lignes OC et OD est inférieur à 30 , les rangées 16 d'aimants permanents étant séparées par des intervalles In réguliers le long de la périphérie du support 12. The angle Q formed by the lines OC and OD is less than 30, the rows 16 of permanent magnets being separated by regular intervals In along the periphery of the support 12.
Une opération de frettage permet d'encapsuler intégralement les aimants permanents, les protégeant contre la corrosion et assurant leur tenue mécanique à haute vitesse de rotation, jusqu'à environ 12000 tqmm
Avant frettage, le rotor présente deux zones de remplissage situées au niveau des flasques, dues à la différence de diamètres entre le diamètre f4 du rotor équipé des aimants permanents et le diamètre des flasques +1. A shrinking operation allows the permanent magnets to be completely encapsulated, protecting them against corrosion and ensuring their mechanical strength at high rotational speed, up to around 12,000 tqmm
Before shrinking, the rotor has two filling zones located at the flanges, due to the difference in diameters between the diameter f4 of the rotor equipped with permanent magnets and the diameter of the flanges +1.
Une première zone de remplissage Zd est située du côté du flasque droit Fd et une seconde zone de remplissage Zg est située du coté du flasque gauche Fg. A first filling zone Zd is situated on the side of the right flange Fd and a second filling zone Zg is situated on the side of the left flange Fg.
Dans le cas de la réalisation de la figure la, le diamètre des flasques métalliques est inférieur au diamètre du rotor, et sensiblement identique au diamètre du support 12, par conséquence la profondeur de la zone de remplissage est sensiblement égale à l'épaisseur Ep des aimants permanents. In the case of the embodiment of Figure la, the diameter of the metal flanges is less than the diameter of the rotor, and substantially identical to the diameter of the support 12, therefore the depth of the filling area is substantially equal to the thickness Ep of the permanent magnets.
Pour exécuter l'opération de frettage on utilise un ruban (ou frette) en fibre de verre et résine. L'opération de frettage est réalisée à chaud, le support étant porté à une température de l'ordre de 1200C. To carry out the hooping operation, a ribbon (or hoop) made of fiberglass and resin is used. The hooping operation is carried out hot, the support being brought to a temperature of the order of 1200C.
Dans une première phase, le ruban est accroché sur le flasque droit
Fd par enroulement sans tension sur deux tours complets sur la surface cylindrique du flasque droit Fd. L'enroulement se poursuit dans la première zone de remplissage Zd, de dix tours jusqu'à obtenir le diamètre f4 = 176,7 mm.In a first phase, the ribbon is hung on the right flange
Fd by tensionless winding on two complete turns on the cylindrical surface of the right flange Fd. The winding continues in the first filling zone Zd, ten turns until the diameter f4 = 176.7 mm is obtained.
Jusqu'à la fin de cette première phase l'avance du pas d'enroulement est nul, c'est à dire que la frette est enroulée sur elle même afin de combler la première zone de remplissage Zd. Until the end of this first phase the advance of the winding pitch is zero, that is to say that the hoop is wound on itself in order to fill the first filling zone Zd.
Dans une deuxième phase de l'opération de frettage, I'enroulement de la frette sur le rotor se poursuit par la réalisation sans tension d'une première couche de frette autour des aimants permanents avec un pas de décalage de la frette selon l'axe du rotor AA' de 10 mm jusqu'à atteindre la seconde zone de remplissage Zg au niveau du flasque gauche Fg. In a second phase of the hooping operation, the winding of the hoop on the rotor continues with the tension-free production of a first layer of hoop around the permanent magnets with a step of offset of the hoop along the axis of the rotor AA 'of 10 mm until reaching the second filling zone Zg at the level of the left flange Fg.
Dans une troisième phase de l'opération de frettage on continue l'enroulement de la frette sur la surface cylindrique du flasque gauche Fg réalisant un second remplissage de 12 tours de frette de la seconde zone de remplissage Fg, jusqu'à un diamètre f3 = +4 + 2 épaisseurs de frette avec une avance de pas égal à 0 permettant ainsi d'enrouler les couches suivantes de frette sur un diamètre constant du rotor le long de l'axe AA'. In a third phase of the hooping operation, the hoop continues to be wound on the cylindrical surface of the left flange Fg carrying out a second filling of 12 hoop turns of the second filling zone Fg, up to a diameter f3 = +4 + 2 hoop thicknesses with a pitch advance equal to 0, thus making it possible to wind the following layers of hoop on a constant diameter of the rotor along the axis AA '.
L'opération de frettage se termine par la réalisation de deux aller et retour sous tension de la frette, selon l'axe AA', avec une avance de pas de 10 mm à plus ou moins 1 mm couvrant toute la surface du rotor. La frette est alors coupée manuellement. The hooping operation ends with the carrying out of two round trips under tension of the hoop, along the axis AA ′, with a pitch advance of 10 mm to plus or minus 1 mm covering the entire surface of the rotor. The hoop is then cut manually.
La magnétisation des aimants du rotor s'effectue après l'opération de frettage et après l'équilibrage en rotation de la masse du rotor. Le montage sur le support du rotor de blocs de métal non magnétisés donnant lieu après magnétisation aux aimants permanents du rotor, est plus aisé. En effet ces blocs métalliques ne présentant pas de forces magnétiques de répulsion, leur positionnement mécanique sur le support du rotor devient plus facile. The magnetization of the rotor magnets takes place after the hooping operation and after the rotational balancing of the rotor mass. The mounting on the rotor support of non-magnetized metal blocks giving rise after magnetization to the permanent magnets of the rotor, is easier. Indeed, these metal blocks having no magnetic repulsive forces, their mechanical positioning on the rotor support becomes easier.
La magnétisation des aimants permanents 18 s'effectue en une seule fois simultanément sur toutes les rangées 16 à l'aide d'une machine à magnétiser comportant une tête de magnétisation produisant un champ magnétique très intense de courte durée. La tête de magnétisation est disposée de la même façon que des pièces polaires du stator du moteur électrique dans lequel le rotor est destiné à être monté c'est-à-dire très proche de la surface cylindrique du rotor. Des flasques métalliques Fg et Fd de même diamètre que le diamètre du rotor entrainent l'apparition d'arcs dans la tête de magnétisation. Un diamètre des flasques inférieur au diamètre du rotor afin d'éloigner les flasques de la tête de magnétisation de la machine à magnétiser, et un isolement accru des mêmes flasques par une épaisseur de frette supplémentaire s'avère nécessaire pour éviter l'apparition de ces arcs. The magnetization of the permanent magnets 18 is carried out at once simultaneously on all the rows 16 using a magnetizing machine comprising a magnetization head producing a very intense magnetic field of short duration. The magnetization head is arranged in the same way as pole pieces of the stator of the electric motor in which the rotor is intended to be mounted, that is to say very close to the cylindrical surface of the rotor. Metal flanges Fg and Fd of the same diameter as the diameter of the rotor cause arcing in the magnetization head. A diameter of the flanges smaller than the diameter of the rotor in order to separate the flanges from the magnetization head of the magnetizing machine, and increased isolation of the same flanges by an additional thickness of hoop proves necessary to avoid the appearance of these arches.
Un des inconvénients présentés par ce type de rotor comportant des flasques de diamètre inférieur au diamètre du rotor apparaît à la fin de l'opération de frettage. En effet, I'opération de frettage étant effectuée à chaud, on constate l'apparition de surepaisseurs au niveau des deux zones de remplissage Zd et Zg dues au reflux de la résine chaude présente dans la frette. Ces surepaisseurs, se présentant sous la forme de bourrelets au niveau des deux flasques, ne sont pas admissibles sur la surface cylindrique du rotor. En effet, une fois le rotor monté dans le moteur électrique, un espace (ou entrefer), doit apparaître entre les pièces polaires du stator et la surface du rotor afin d'éviter des frottements lors de la rotation du rotor entre le stator et le rotor. Cet entrefer est de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre et la présence des bourrelets sur la surface du rotor au niveau de flasques peut entraîner des frottements inadmissibles entre le stator et le rotor au moment de sa rotation. One of the drawbacks presented by this type of rotor comprising flanges of diameter smaller than the diameter of the rotor appears at the end of the hooping operation. Indeed, the hooping operation being carried out hot, there is the appearance of extra thicknesses at the level of the two filling zones Zd and Zg due to the reflux of the hot resin present in the hoop. These extra thicknesses, being in the form of beads at the level of the two flanges, are not admissible on the cylindrical surface of the rotor. In fact, once the rotor is mounted in the electric motor, a space (or air gap) must appear between the pole pieces of the stator and the surface of the rotor in order to avoid friction during the rotation of the rotor between the stator and the rotor. This air gap is of the order of a few tenths of a millimeter and the presence of the beads on the surface of the rotor at the level of flanges can cause inadmissible friction between the stator and the rotor at the time of its rotation.
Pour faire disparaître ces bourrelets, I'opération de frettage est complétée par une seconde opération consistant à lisser (ou racler) avec une spatule, la périphérie du rotor et faire disparaître les surépaisseurs ou bourrelets au niveau des deux flasques. Cette dernière opération comporte l'inconvénient d'allonger le temps de fabrication du rotor et en conséquence d'augmenter son coût. To make these beads disappear, the hooping operation is completed by a second operation consisting in smoothing (or scraping) with a spatula, the periphery of the rotor and making the excess thicknesses or beads disappear at the level of the two flanges. This latter operation has the drawback of lengthening the time for manufacturing the rotor and consequently increasing its cost.
Les opérations de frettage se terminent par une polymérisation au four de la résine de la frette. The hooping operations end with an oven polymerization of the hoop resin.
Le rotor est équipé d'un axe et sa masse est équilibrée en rotation par enlèvement d'une quantité déterminée de matière au niveau des saillies 24 des flasques métalliques Fd et Fg. Plus précisément cette opération consiste à percer des trous de diamètre plus ou moins important ou des trous plus ou moins profonds dans les saillies 24 pour enlever la quantité de matière nécessaire à l'équilibrage. The rotor is equipped with an axis and its mass is balanced in rotation by removal of a determined quantity of material at the projections 24 of the metal flanges Fd and Fg. More precisely, this operation consists in drilling holes of greater or lesser diameter or more or less deep holes in the projections 24 to remove the quantity of material necessary for balancing.
Un autre inconvénient de la présence des deux zones de remplissage
Zd et Zg aux niveaux des flasques du rotor est l'utilisation d'une longueur importante de frette afin de combler le volume des zones de remplissage augmentant encore le coût du rotor.Another disadvantage of the presence of the two filling zones
Zd and Zg at the flanges of the rotor is the use of a large length of hoop in order to fill the volume of the filling zones further increasing the cost of the rotor.
Afin de palier aux inconvénients de l'art antérieur, I'invention propose un moteur électrique synchrone ayant un rotor à aimants permanents, le rotor étant constitué essentiellement par un support de forme cylindrique réalisé par assemblage d'un empilement de tôles selon l'axe du rotor, de deux flasques de forme cylindriques coaxiales à l'axe du rotor enserrant de part et d'autre du support l'empilement des tôles, de plusieurs rangées d'un ou plusieurs aimants permanents fixés sur la surface cylindrique du support, les flasques et les aimants permanents fixés sur le support étant encapsulés par un ruban, caractérisé en ce que les flasques sont réalisés dans une matière plastique et qu'ils présentent un diamètre sensiblement identique au diamètre de l'ensemble cylindrique résultant du support et des rangées d'aimants permanents fixés sur la surface cylindrique du support. In order to overcome the drawbacks of the prior art, the invention proposes a synchronous electric motor having a rotor with permanent magnets, the rotor essentially consisting of a support of cylindrical shape produced by assembling a stack of sheets along the axis. of the rotor, of two cylindrical flanges coaxial to the axis of the rotor enclosing on either side of the support the stack of sheets, of several rows of one or more permanent magnets fixed on the cylindrical surface of the support, flanges and permanent magnets fixed on the support being encapsulated by a tape, characterized in that the flanges are made of a plastic material and that they have a diameter substantially identical to the diameter of the cylindrical assembly resulting from the support and rows d permanent magnets fixed on the cylindrical surface of the support.
Dans une réalisation du rotor selon l'invention comportant deux flasques en matière plastique, et afin de pouvoir effectuer un équilibrage des masses en rotation du rotor, ce dernier comporte deux anneaux métalliques d'équilibrage, dont le plus grand diamètre est inférieur au diamètre des flasques en matière plastique, chacun des anneaux étant fixés respectivement sur chaque flasque coaxialement à l'axe du rotor et de part et d'autre du rotor. In an embodiment of the rotor according to the invention comprising two plastic flanges, and in order to be able to balance the rotating masses of the rotor, the latter comprises two metal balancing rings, the largest diameter of which is less than the diameter of the plastic flanges, each of the rings being fixed respectively on each flange coaxially to the axis of the rotor and on either side of the rotor.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtrons à la lecture de la description détaillée qui en est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure la, déjà décrite montre une réalisation du rotor d'un moteur électrique synchrone selon l'état de l'art;
- la figure lb, une vue en coupe partielle du rotor de la figure la;
- la figure 2a, montre une réalisation du rotor selon l'invention;
- la figure 2b une vue en coupe partielle du rotor de la figure 2a;
- la figure 3a représente une section d'aimant permanent en forme de tuile,
- la figure 3b représente une vue d'une rangée comportant trois bâtons d'aimants permanents côte à côte.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which is given with reference to the appended drawings in which:
- Figure la, already described shows an embodiment of the rotor of a synchronous electric motor according to the state of the art;
- Figure lb, a partial sectional view of the rotor of Figure la;
- Figure 2a shows an embodiment of the rotor according to the invention;
- Figure 2b a partial sectional view of the rotor of Figure 2a;
FIG. 3a represents a section of permanent magnet in the form of a tile,
- Figure 3b shows a view of a row comprising three sticks of permanent magnets side by side.
La figure 2a montre une perspective d'un rotor de moteur électrique synchrone selon l'invention et la figure 2b une coupe partielle selon YY' du rotor de la figure 2a. FIG. 2a shows a perspective of a rotor of a synchronous electric motor according to the invention and FIG. 2b a partial section along YY 'of the rotor of FIG. 2a.
Un rotor 30 selon l'invention comporte un support 32 de forme cylindrique circulaire d'axe DD' constitué d'un assemblage de tôles 34 empilées selon l'axe DD' du rotor et deux flasques en plastique, situés de part et d'autre du support, et enserrant les toles. Un flasque droit en plastique Pd est disposé du côté droit du support 32 tel qu'il est représenté à la figure 2a et un flasque gauche en plastique Pg est disposé du coté gauche du support 32. Le rotor 30 comporte deux anneaux Ad et Ag métalliques d'équilibrage dont le plus grand diamètre est inférieur au diamètre des flasques en matière plastique, la surface cylindrique des anneaux métallique étant suffisamment éloignée de la surface du rotor pour éviter des arcs lors d'une magnétisation des aimants permanents montés sur le support 32. Chacun des anneaux est fixé respectivement au flasque droit en matière plastique Pd et au flasque gauche en matière plastique Pg, de part et d'autre du rotor 30. Les anneaux Ad et Ag sont destinés à l'équilibrage de la masse en rotation du rotor 30. A rotor 30 according to the invention comprises a support 32 of circular cylindrical shape with axis DD 'consisting of an assembly of sheets 34 stacked along the axis DD' of the rotor and two plastic flanges, located on either side of the support, and enclosing the sheets. A plastic right flange Pd is placed on the right side of the support 32 as shown in FIG. 2a and a plastic left flange Pg is placed on the left side of the support 32. The rotor 30 has two metal rings Ad and Ag balancing whose largest diameter is less than the diameter of the plastic flanges, the cylindrical surface of the metal rings being sufficiently distant from the surface of the rotor to avoid arcs during magnetization of the permanent magnets mounted on the support 32. Each of the rings is fixed respectively to the right plastic flange Pd and to the left plastic flange Pg, on either side of the rotor 30. The rings Ad and Ag are intended for balancing the rotating mass of the rotor 30.
Dans la réalisation de la figure 2a, les anneaux métalliques d'équilibrage sont réalisés en cupro-aluminium d'un diamètre intérieur d'anneau de 124 mm et d'un diamètre extérieur d'anneau de 160 mm. In the embodiment of Figure 2a, the metal balancing rings are made of cupro-aluminum with an inner ring diameter of 124 mm and an outer ring diameter of 160 mm.
Des rivets 36 traversant le rotor parallèlement à l'axe DD' du rotor, assurent le maintien et le serrage de l'ensemble constitué par le support 32, les flasques en matière plastique Pg et Pd et les anneaux Ad et Ag métalliques d'équilibrage. Rivets 36 crossing the rotor parallel to the axis DD 'of the rotor, ensure the maintenance and tightening of the assembly constituted by the support 32, the plastic flanges Pg and Pd and the metal balancing rings Ad and Ag .
Sur la surface cylindrique du support sont fixés comme dans le cas de la réalisation de la figure la, douze rangées 16 d'aimants permanents en forme de tuile, chaque rangée comportant quatre aimants permanents 18 montés bout à bout. On the cylindrical surface of the support are fixed as in the case of the embodiment of FIG. La, twelve rows 16 of permanent magnets in the form of a tile, each row comprising four permanent magnets 18 mounted end to end.
Les flasques Pg et Pd du rotor 30 selon l'invention sont réalisés dans une matière plastique évitant aussi les courants de Foucault, qui apparaissent sur des flasques métalliques ayant une faible résistivité, dus à la variation de champs magnétiques importants. Le diamètre des flasques en plastique Pg et Pd est sensiblement identique au diamètre total du rotor +4, soit égal à la somme du diamètre du support plus deux épaisseurs d'aimants permanents 18 fixés sur le support 32. The flanges Pg and Pd of the rotor 30 according to the invention are made of a plastic material also avoiding eddy currents, which appear on metal flanges having a low resistivity, due to the variation of strong magnetic fields. The diameter of the plastic flanges Pg and Pd is substantially identical to the total diameter of the rotor +4, ie equal to the sum of the diameter of the support plus two thicknesses of permanent magnets 18 fixed on the support 32.
La surface cylindrique du rotor 30 est continue et ne présente pas les deux zones d'évidement de l'art antérieur de la figure la. Dans le cas de l'invention la génératrice de la surface du rotor 30 est un segment de droite. The cylindrical surface of the rotor 30 is continuous and does not have the two recess areas of the prior art of FIG. In the case of the invention, the generator of the surface of the rotor 30 is a line segment.
Après fixation des aimants permanents par collage une opération de frettage à chaud est réalisée afin d'encapsuler intégralement les aimants permanents, les protégeant contre la corrosion et assurant leur tenue mécanique à haute vitesse. After fixing the permanent magnets by gluing, a hot hooping operation is carried out in order to completely encapsulate the permanent magnets, protecting them against corrosion and ensuring their mechanical strength at high speed.
Le ruban (ou frette) est accroché sur le flasque droit en matière plastique Pd par enroulement sans tension sur deux tours complets. The ribbon (or hoop) is hung on the right plastic flange Pd by winding without tension over two complete turns.
L'enroulement du ruban sur le rotor se poursuit par la réalisation sous tension de quatre couches de frette par aller et retour sans arrêt selon l'axe
DD' du rotor, au pas de 10 mm à plus ou moins 1 mm. Le ruban peut être en matériau composite par exemple, sous la forme d'une tresse en fibre de verre/résine.The winding of the ribbon on the rotor continues with the production under tension of four layers of hoop by going and returning without stopping along the axis
DD 'of the rotor, in steps of 10 mm plus or minus 1 mm. The ribbon can be of composite material for example, in the form of a fiberglass / resin braid.
Dans le cas du rotor selon l'invention l'opération de frettage est simplifiée et moins coûteuse. En effet les deux phases de frettage consistant d'une part à remplir les zones d'évidement au niveau des flasques et d'autre part la première couche de frette réalisée sans tension sur la surface du rotor et qui n'apporte donc aucune tenue mécanique dans l'assemblage, sont supprimées, la conséquence est une consommation moins importante de frette d'environ 50 mètres au lieu de 65 mètres pour la réalisation selon
I'état de l'art de la figure la, une opération de frettage de durée plus courte et la disparition de l'opération de raclage des bourrelets dans les zones des flasques. Ces améliorations entrainent une baisse notable du coût de réalisation du rotor et une meilleure reproductibilité.In the case of the rotor according to the invention, the hooping operation is simplified and less costly. Indeed, the two hooping phases consisting on the one hand of filling the recess areas at the flanges and on the other hand the first layer of hoop produced without tension on the surface of the rotor and which therefore provides no mechanical strength in the assembly, are deleted, the consequence is a lower consumption of fret of about 50 meters instead of 65 meters for the realization according to
The state of the art in FIG. 1a, a shrinking operation of shorter duration and the disappearance of the operation of scraping the beads in the areas of the flanges. These improvements lead to a significant reduction in the cost of producing the rotor and better reproducibility.
L'opération de frettage est terminée par une polymérisation au four de la résine de la frette. The hooping operation is terminated by an oven polymerization of the hoop resin.
Une magnétisation des aimants permanents 18 du rotor 30 après frettage peut être menée à bien sans risque d'arcs électriques dans la tête de magnétisation. Magnetization of the permanent magnets 18 of the rotor 30 after hooping can be carried out without risk of electric arcs in the magnetization head.
Le rotor 30 selon l'invention étant équipé d'un axe, sa masse est équilibrée en rotation par enlèvement d'une quantité déterminée de matière dans les anneaux Ad et Ag métalliques d'équilibrage. The rotor 30 according to the invention being equipped with an axis, its mass is balanced in rotation by removal of a determined quantity of material in the metal balancing rings Ad and Ag.
Cette opération consiste à percer des trous dans les anneaux, selon des axes TT' parallèles à l'axe de rotor DD' de diamètre ou de profondeur plus ou moins importante afin d'enlever la quantité de matière nécessaire à l'équilibrage. This operation consists of drilling holes in the rings, along axes TT 'parallel to the rotor axis DD' of greater or lesser diameter or depth in order to remove the quantity of material necessary for balancing.
Dans une autre réalisation selon l'invention les flasques en plastique
Pg et Pd peuvent surmouler les anneaux Ag et Ad d'équilibrage simplifiant le montage du rotor.In another embodiment according to the invention the plastic flanges
Pg and Pd can overmold the Ag and Ad balancing rings simplifying the mounting of the rotor.
En résumé le rotor selon l'invention permet un processus de fabrication plus fiable au cours de son exécution pendant l'opération de frettage, le passage de la transition flasques/aimants permanents s'effectuant sur un même diamètre;
- une rapidité d'exécution plus grande;
- la suppression de l'opération de la mise au diamètre du rotor par lissage à la spatule
- une consommation de frette moins élevée.In summary, the rotor according to the invention allows a more reliable manufacturing process during its execution during the shrinking operation, the passage of the flange / permanent magnet transition taking place over the same diameter;
- greater speed of execution;
- the elimination of the operation of setting the diameter of the rotor by smoothing with a spatula
- lower fret consumption.
Les gains apportés par le rotor selon l'invention par rapport à l'état de l'art sont:
- diminution du cout de la frette de l'ordre de 25 %
- temps de cycle plus court de l'ordre de 30 %;
- baisse des temps de main d'oeuvre opérateur de l'ordre de 40 %.The gains provided by the rotor according to the invention compared to the state of the art are:
- reduction in the cost of the fret by around 25%
- shorter cycle time of around 30%;
- reduction in operator labor time by around 40%.
De plus lors d'une magnétisation des aimants permanents in situ, c'est à dire lorsqu'ils ont été préalablement fixés avant magnétisation, sur le support du rotor, les flasques en matière plastique n'entraînent aucun risque d'arc électrique dans la tête de magnétisation. Furthermore, when magnetizing permanent magnets in situ, that is to say when they have been previously fixed before magnetization, on the rotor support, the plastic flanges do not entail any risk of electric arc in the magnetization head.
Toutes ces améliorations se traduisent par un gain en coût matière et main d'oeuvre sur l'ensemble produit/procédé de fabrication;
Dans une autre variante de la réalisation du rotor selon l'invention, la géométrie des aimants permanents peut être différente.All of these improvements translate into savings in material and labor costs for the product / manufacturing process;
In another variant of the embodiment of the rotor according to the invention, the geometry of the permanent magnets can be different.
Une rangée 16 peut aussi comporter un seul aimant permanent de longueur égale à celle de la rangée 16 dont une face est en contact avec le support 32. A row 16 can also comprise a single permanent magnet of length equal to that of the row 16, one face of which is in contact with the support 32.
La figure 3a, montre une section d'un aimant permanent 40, selon un plan perpendiculaire à l'axe DD' du rotor. Cet aimant permanent 40, peut avoir la forme d'une tuile. D'autres formes sont possibles. Figure 3a shows a section of a permanent magnet 40, along a plane perpendicular to the axis DD 'of the rotor. This permanent magnet 40 can have the shape of a tile. Other forms are possible.
On peut aussi envisager qu'une rangée 16 comporte plusieurs bâtons d'aimants côte à côte; la longueur de chaque baton étant de longueur égale à celle de la rangée 16, chaque bâton ayant une surface en contact avec le support sensiblement plane et le support une section de forme polygonale cylindrique. La figure 3 monte une telle réalisation où on place trois bâtons
B1, B2, B3 cote à côte. Les bâtons B1, B2, B3 de forme parallélépipédique ont une section sensiblement identique. Chaque bâton a une surface 44 en contact avec le support 32 qui est sensiblement plane. Le support 32 a alors une section de forme polygonale cylindrique.It is also conceivable that a row 16 comprises several sticks of magnets side by side; the length of each stick being of length equal to that of row 16, each stick having a surface in contact with the substantially planar support and the support a section of cylindrical polygonal shape. Figure 3 shows such an embodiment where three sticks are placed
B1, B2, B3 side by side. The sticks B1, B2, B3 of parallelepiped shape have a substantially identical section. Each stick has a surface 44 in contact with the support 32 which is substantially planar. The support 32 then has a section of cylindrical polygonal shape.
Les bâtons de forme parallélépipédique B1, B2 et B3 sont réalisés par exemple par usinage d'un bloc de matériau magnétique qui est divisé en bâtons parallélépipédiques de section B1, B2, B3 identiques, deux bâtons parallélépipèdes contigus étant reliés par une arête commune, respectivement Al, A2 située du côté de la surface du support 32 et ceci pour permettre à l'ensemble des bâtons B1, B2, B3 d'épouser la forme cylindrique du support. The sticks of parallelepipedal shape B1, B2 and B3 are produced for example by machining a block of magnetic material which is divided into identical parallelepipedic sticks of section B1, B2, B3, two contiguous parallelepiped sticks being connected by a common edge, respectively A1, A2 located on the side of the surface of the support 32 and this to allow all of the sticks B1, B2, B3 to match the cylindrical shape of the support.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9712347A FR2769424A1 (en) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | Electric vehicle synchronous traction motor with permanent magnet rotor. |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2769424A1 true FR2769424A1 (en) | 1999-04-02 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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