FR3089363A1 - ELECTRIC COMPRESSOR - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une machine électrique (1) comportant un arbre (6) entrainé en rotation par un moteur électrique (5) par l’intermédiaire d’au moins un roulement (72), le rotor (51) du moteur électrique (5) étant maintenu dans un tube anti-centrifugation, et comportant un capteur à effet hall (8), formé par un aimant (82) et un support (83), disposé entre le roulement (72) et le rotor (51), comportant un dispositif (2) de rigidification de l’arbre (6) formé par le prolongement du tube anti-centrifugation jusqu’à l’aimant (82) du capteur à effet Hall (8) ou son support (83). Figure pour l’abrégé : Fig. 2The present invention relates to an electric machine (1) comprising a shaft (6) rotated by an electric motor (5) by means of at least one bearing (72), the rotor (51) of the electric motor (5 ) being held in an anti-centrifuge tube, and comprising a hall effect sensor (8), formed by a magnet (82) and a support (83), disposed between the bearing (72) and the rotor (51), comprising a device (2) for stiffening the shaft (6) formed by the extension of the anti-centrifugation tube to the magnet (82) of the Hall effect sensor (8) or its support (83). Figure for the abstract: Fig. 2
Description
DescriptionDescription
Titre de l’invention : COMPRESSEUR ELECTRIQUE [0001] La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation comportant un dispositif de rigidification de l’arbre.Title of the invention: ELECTRIC COMPRESSOR The present invention relates to the field of electric compressors, and more particularly an electric supercharging compressor comprising a device for stiffening the shaft.
[0002] Dans le cadre de l’invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique comportant un rotor et un stator piloté par un ensemble électronique. Le compresseur comporte une roue de compresseur entraînée par un moteur électrique via un arbre.In the context of the invention, an electric compressor is a device, used for supercharging a heat engine, operating with an electric motor comprising a rotor and a stator controlled by an electronic assembly. The compressor has a compressor wheel driven by an electric motor via a shaft.
[0003] Le compresseur électrique est placé sur la ligne d’admission d’air d’un moteur à combustion interne, en complément par exemple d’un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d’admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour pallier les problèmes de temps de réponse du turbocompresseur.The electric compressor is placed on the air intake line of an internal combustion engine, in addition to, for example, a turbocharger. The electric compressor plays the same role as the turbocharger, namely to increase the intake pressure of fresh gases into the engine, but is used in particular during transient phases to overcome the problems of response time of the turbocharger.
[0004] Ce type de compresseur peut comporter un moteur à reluctance ou un moteur à aimant permanent.This type of compressor can include a reluctance motor or a permanent magnet motor.
[0005] Dans le cas d’un compresseur avec moteur à aimant, et par exemple à aimants permanents, il est parfois nécessaire, pour piloter le moteur d’avoir un ou plusieurs capteurs. Ces capteurs permettent de connaître à chaque instant la position relative du rotor par rapport au stator.[0005] In the case of a compressor with a magnet motor, and for example with permanent magnets, it is sometimes necessary, to control the motor, to have one or more sensors. These sensors allow the relative position of the rotor relative to the stator to be known at all times.
[0006] Il est courant pour ce type de moteur d’utiliser un capteur à effet Hall comportant une sonde à effet Hall et un aimant. Plus précisément, la sonde à effet Hall est rigidement couplé au stator et l’aimant rigidement couplé au rotor.It is common for this type of motor to use a Hall effect sensor comprising a Hall effect probe and a magnet. More specifically, the Hall effect probe is rigidly coupled to the stator and the magnet rigidly coupled to the rotor.
[0007] Le rotor du moteur électrique est déjà équipé de puissants aimants. D’autre part, le stator génère des champs magnétique et électrique. Afin de ne pas perturber le champ magnétique de l’aimant du capteur de position, une distance minimale doit être respectée entre eux. La distance minimale imposée entre les éléments du moteur et l’aimant de position, pour éviter les perturbations de champ magnétique, induit une répartition des masses non homogène le long de l’arbre. La vitesse critique de l’arbre, et donc du compresseur, étant influencé par la rigidité et par la masse de l’arbre, il est important de rigidifier l’arbre en limitant l’augmentation de sa masse. En effet, plus l’arbre est rigide, plus la vitesse critique est élevée, et plus la masse est élevée, plus la vitesse critique est basse. Ainsi, une solution qui consisterait à augmenter le diamètre de l’arbre, et qui augmenterait trop sa masse, n’est pas envisageable.The rotor of the electric motor is already fitted with powerful magnets. On the other hand, the stator generates magnetic and electric fields. In order not to disturb the magnetic field of the position sensor magnet, a minimum distance must be maintained between them. The minimum distance imposed between the elements of the motor and the position magnet, to avoid disturbances in the magnetic field, induces an inhomogeneous weight distribution along the shaft. The critical speed of the shaft, and therefore of the compressor, being influenced by the stiffness and the mass of the shaft, it is important to stiffen the shaft by limiting the increase in its mass. The stiffer the tree, the higher the critical speed, and the higher the mass, the lower the critical speed. Thus, a solution which would consist in increasing the diameter of the tree, and which would increase its mass too much, is not possible.
[0008] Le même type de problème se rencontre, même en l’absence d’aimant, dès que la longueur de l’arbre est suffisamment importante pour influencer sa rigidité.The same type of problem is encountered, even in the absence of a magnet, as soon as the length of the shaft is large enough to influence its rigidity.
[0009] La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un compresseur électrique configuré pour maintenir la distance nécessaire entre les aimants de position et du moteur électrique, tout en préservant la rigidité de l’arbre et en limitant le nombre de pièces nécessaires à ce maintien.The present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the devices of the prior art by providing an electric compressor configured to maintain the necessary distance between the position magnets and the electric motor, while preserving the rigidity of the tree and limiting the number of parts necessary for this maintenance.
[0010] Pour cela la présente invention propose une machine électrique comportant un arbre entraîné en rotation par un moteur électrique par l’intermédiaire d’au moins un roulement, le rotor du moteur électrique étant maintenu dans un tube anticentrifugation, et comportant un capteur à effet hall, formé par un aimant et un support, disposé entre le roulement et le rotor, la machine comportant un dispositif de rigidification de l’arbre formé par le prolongement du tube anti-centrifugation jusqu’à l’aimant du capteur à effet Hall ou son support.For this the present invention provides an electric machine comprising a shaft driven in rotation by an electric motor by means of at least one bearing, the rotor of the electric motor being held in an anti-centrifugation tube, and comprising a sensor to hall effect, formed by a magnet and a support, arranged between the bearing and the rotor, the machine comprising a device for stiffening the shaft formed by the extension of the anti-centrifugation tube up to the magnet of the Hall effect sensor or its support.
[0011] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de rigidification entoure le rotor et se prolonge jusqu’au jusqu’à l’aimant du capteur à effet Hall ou son support.According to one embodiment of the invention, the stiffening device surrounds the rotor and extends to the magnet of the Hall effect sensor or its support.
[0012] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de rigidification est disposé entre un élément arrière du compresseur, disposé à l’opposé du capteur par rapport au moteur électrique, et le capteur à effet hall.According to one embodiment of the invention, the stiffening device is arranged between a rear element of the compressor, arranged opposite the sensor relative to the electric motor, and the hall effect sensor.
[0013] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément arrière est le disque d’équilibrage.According to one embodiment of the invention, the rear element is the balancing disc.
[0014] Selon un mode de réalisation de l’invention, une première extrémité du dispositif de rigidification est en contact axial avec l’élément arrière.According to one embodiment of the invention, a first end of the stiffening device is in axial contact with the rear element.
[0015] Selon un mode de réalisation de l’invention, une deuxième extrémité du dispositif de rigidification prend appuie radialement sur le support d’aimant avec un jeu axial.According to one embodiment of the invention, a second end of the stiffening device bears radially on the magnet support with an axial clearance.
[0016] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de rigidification est un tube.According to one embodiment of the invention, the stiffening device is a tube.
[0017] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de rigidification est en acier inoxydable amagnétique, en carbone ou en titane.According to one embodiment of the invention, the stiffening device is made of non-magnetic stainless steel, carbon or titanium.
[0018] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de rigidification est en fibre de carbone, les fibres étant orientées dans une direction non perpendiculaire aux contraintes de flexion du tube.According to one embodiment of the invention, the stiffening device is made of carbon fiber, the fibers being oriented in a direction not perpendicular to the bending stresses of the tube.
[0019] Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur est un moteur électrique à reluctance variable ou à aimants permanents.According to one embodiment of the invention, the motor is an electric motor with variable reluctance or with permanent magnets.
[0020] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles:Other objects, characteristics and advantages of the invention will be better understood and will appear more clearly on reading the description made below, with reference to the appended figures, given by way of example and in which :
[0021] - [fig.l] est une représentation schématique d’une vue en coupe d’un compresseur intégrant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, [0022] - [fig.2] est une représentation schématique d’une vue en coupe d’une partie compresseur intégrant un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention, [0023] - [fig.3] est une représentation schématique du dispositif selon l’invention, [0024] - [fig.4] est une représentation schématique du dispositif selon un mode de réalisation de l’invention, [0025] - [fig.5] est une représentation schématique du dispositif selon un autre mode de réalisation de l’invention.- [fig.l] is a schematic representation of a sectional view of a compressor incorporating a device according to an embodiment of the invention, [0022] - [fig.2] is a schematic representation of 'a sectional view of a compressor part incorporating a device according to an embodiment of the invention, [0023] - [fig.3] is a schematic representation of the device according to the invention, [0024] - [fig. 4] is a schematic representation of the device according to an embodiment of the invention, [0025] - [fig.5] is a schematic representation of the device according to another embodiment of the invention.
[0026] La présente invention concerne une machine électrique équipée d’un dispositif de rigidification de l’arbre. Selon un mode de réalisation de l‘invention, la machine électrique est un compresseur électrique.The present invention relates to an electric machine equipped with a device for stiffening the shaft. According to one embodiment of the invention, the electric machine is an electric compressor.
[0027] Dans le cadre de l’invention, on entend par compresseur électrique, un compresseur d’air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique ou pile à combustible. Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continu ou alternatif.In the context of the invention, the term “electric compressor” means an air compressor, volumetric or not, for example centrifugal or radial, driven by an electric motor, for the purpose of supercharging a heat engine or battery combustible. According to one embodiment of the invention, the electric motor is an asynchronous DC or alternating current motor.
[0028] Plus précisément, selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur électrique est un moteur à aimants permanents. Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique ou à pile à combustible.More specifically, according to one embodiment of the invention, the electric motor is a variable reluctance motor (also called SRM machine for Switched Reluctance Motor according to English terminology). According to an embodiment of the invention, the electric motor is a permanent magnet motor. According to one embodiment of the invention, the compressor is an electric supercharging compressor of a heat engine or fuel cell.
[0029] Le compresseur électrique 1, illustré figure 1, comprend un moteur électrique 5, comportant un rotor 51 et un stator 52, disposé dans le corps 4 du compresseur, et au moins un roulement 72, 71 disposé circulairement autour de l’arbre 6.The electric compressor 1, illustrated in Figure 1, comprises an electric motor 5, comprising a rotor 51 and a stator 52, arranged in the body 4 of the compressor, and at least one bearing 72, 71 arranged circularly around the shaft 6.
[0030] Dans le cadre de l’invention, le rotor 51 est maintenu dans un tube 2 anticentrifugation. Plus précisément, ce tube entoure le rotor 51, et permet de maintenir les aimants du rotor 51.In the context of the invention, the rotor 51 is held in an anti-centrifugation tube 2. More precisely, this tube surrounds the rotor 51, and makes it possible to hold the magnets of the rotor 51.
[0031] Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur 1 comporte deux roulements 71, 72 dont au moins un, appelé dans la suite de la description roulement 72 avant, est disposé entre le moteur électrique et une roue 3 de compresseur. Le roulement 71 arrière est disposé à l’opposé du roulement 72 avant par rapport au moteur électrique 5. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un disque d’équilibrage 73 est disposé entre le roulement arrière 71 et le moteur électrique 5. Le moteur électrique permet la mise en rotation de l’arbre 6 du compresseur électrique via au moins un roulement 72, 71. L’arbre 6 entraîne ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1, disposée à une extrémité de l’arbre 6. Plus précisément une extrémité de l’arbre 6 est entraînée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l’arbre 6 entraîne en rotation la roue 3 du compresseur. Le compresseur comporte une volute 12 dans laquelle est disposée la roue 3, et permettant le passage de l’air du compresseur 1.According to one embodiment of the invention, the compressor 1 comprises two bearings 71, 72 of which at least one, called in the following description of the front bearing 72, is arranged between the electric motor and a compressor wheel 3 . The rear bearing 71 is arranged opposite the front bearing 72 relative to the electric motor 5. According to one embodiment of the invention, at least one balancing disc 73 is arranged between the rear bearing 71 and the electric motor 5. The electric motor allows the shaft 6 of the electric compressor to rotate via at least one bearing 72, 71. The shaft 6 thus rotates the wheel 3 of the compressor 1, disposed at one end of the shaft 6. More precisely, one end of the shaft 6 is rotated by the electric motor, and another end of the shaft 6 rotates the wheel 3 of the compressor. The compressor has a volute 12 in which the wheel 3 is arranged, and allowing the passage of air from the compressor 1.
[0032] Selon un mode de réalisation de l’invention, le compresseur 1 comporte un ensemble 9 électronique permettant de commander le compresseur 1 électrique. Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins une partie de l’ensemble 9 électronique est disposée à l’arrière de la roue 3, entre la roue 3 et le moteur 5 électrique, illustré figure 1.According to one embodiment of the invention, the compressor 1 comprises an electronic assembly 9 for controlling the electric compressor 1. According to one embodiment of the invention, at least part of the electronic assembly 9 is arranged at the rear of the wheel 3, between the wheel 3 and the electric motor 5, illustrated in FIG. 1.
[0033] Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins une partie de l’ensemble électronique 9 est disposée à une extrémité de l’arbre 6 opposée à l’extrémité ou est située la roue 3, non illustré.According to one embodiment of the invention, at least part of the electronic assembly 9 is arranged at one end of the shaft 6 opposite the end where the wheel 3 is located, not shown.
[0034] Le compresseur 1 comprend un capteur à effet Hall 8 comportant une sonde à effet Hall 81 et un aimant 82. Selon un mode de réalisation de l’invention, la sonde à effet Hall 81 est positionnée au niveau de l’ensemble électronique 9. La sonde à effet hall 81 est fixe par rapport au corps 4 du compresseur 1.The compressor 1 comprises a Hall effect sensor 8 comprising a Hall effect probe 81 and a magnet 82. According to one embodiment of the invention, the Hall effect probe 81 is positioned at the level of the electronic assembly 9. The hall effect probe 81 is fixed relative to the body 4 of the compressor 1.
[0035] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant 82 est fixé autour de l’arbre 6, comme illustré figure 1. L’aimant 82 comprend ainsi un orifice central traversé par l’arbre 6. L’aimant 82 est positionné en regard de la sonde à effet Hall 81. L’aimant 82 est un aimant permanent comprenant plusieurs pôles magnétiques.According to one embodiment of the invention, the magnet 82 is fixed around the shaft 6, as illustrated in Figure 1. The magnet 82 thus comprises a central orifice through which the shaft 6. The magnet 82 is positioned opposite the Hall effect probe 81. The magnet 82 is a permanent magnet comprising several magnetic poles.
[0036] La rotation de l’aimant 82 entraîne une variation de flux magnétique autour de la sonde à effet Hall 81, laquelle est une image de la position angulaire du rotor 51 du compresseur de suralimentation électrique 1.The rotation of the magnet 82 causes a variation in magnetic flux around the Hall effect probe 81, which is an image of the angular position of the rotor 51 of the electric supercharging compressor 1.
[0037] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant 82 présente une forme cylindrique avec une section rectangulaire. Il entoure entièrement l’arbre 6. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant 82 est monobloc. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant 82 est composé de plusieurs aimants juxtaposés. Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant a toutes formes compatibles avec le fonctionnement de la machine électrique.According to one embodiment of the invention, the magnet 82 has a cylindrical shape with a rectangular section. It completely surrounds the shaft 6. According to one embodiment of the invention, the magnet 82 is in one piece. According to an embodiment of the invention, the magnet 82 is composed of several juxtaposed magnets. According to one embodiment of the invention, the magnet has all forms compatible with the operation of the electric machine.
[0038] Selon un mode de réalisation de l’invention, l’aimant est disposé dans un support 83, visible figure 2.According to one embodiment of the invention, the magnet is arranged in a support 83, visible in Figure 2.
[0039] Dans le cadre de l’invention, la sonde à effet hall 81 et l’aimant 82 sont disposés entre le roulement 72 avant et le moteur électrique 5, et suffisamment loin du moteur 5 pour ne pas perturber le signal par les champs magnétiques et électriques générés par ledit moteur. Il sont par exemple disposés à au moins 20 mm des bobines du stator 52. Afin de respecter cette distance, la longueur de l’arbre 6 est augmentée, ce qui augmente l’écartement des roulements 71, 72.In the context of the invention, the hall effect probe 81 and the magnet 82 are arranged between the front bearing 72 and the electric motor 5, and far enough from the motor 5 not to disturb the signal by the fields magnetic and electric generated by said motor. They are for example arranged at least 20 mm from the stator coils 52. In order to respect this distance, the length of the shaft 6 is increased, which increases the spacing of the bearings 71, 72.
[0040] La rigidité de l’arbre entre les roulements 71, 72 n’est ainsi pas homogène. Il existe une partie 61 intermédiaire de l’arbre 6, située entre l’aimant 82 et le rotor 51, non emmanchée dans une autre pièce. Il existe une autre partie 62 intermédiaire de l’arbre 6, située au niveau du rotor 51. La rigidité en flexion de la partie 61 est moins importante que celle de la partie 62, du fait du gain de rigidité apporté par le rotor 51 dans lequel la partie 62 est emmanchée.The rigidity of the shaft between the bearings 71, 72 is therefore not homogeneous. There is an intermediate part 61 of the shaft 6, located between the magnet 82 and the rotor 51, not fitted into another part. There is another intermediate part 62 of the shaft 6, located at the level of the rotor 51. The bending rigidity of the part 61 is less important than that of the part 62, due to the gain in rigidity provided by the rotor 51 in which the part 62 is fitted.
[0041] De plus, la répartition des masses le long de l’arbre 6, entre les roulements 71, 72 n’est pas homogène. La partie 62 est ainsi plus lourde que la partie 61. Cependant, les efforts centrifuges induits par la rotation du moteur sont supportés par les deux parties 61, 62 de l’arbre. La partie 61 est ainsi plus sollicitée que la partie 62. Ceci peut engendrer une flèche importante à haute vitesse visible figure 3, et abaisser le seuil de vitesse critique de l’arbre.In addition, the distribution of masses along the shaft 6, between the bearings 71, 72 is not homogeneous. Part 62 is therefore heavier than part 61. However, the centrifugal forces induced by the rotation of the motor are supported by the two parts 61, 62 of the shaft. The part 61 is thus more stressed than the part 62. This can generate a large deflection at high speed visible in FIG. 3, and lower the critical speed threshold of the shaft.
[0042] L’invention prévoit donc de renforcer la partie 61 intermédiaire de l’arbre 6 par un dispositif 2 de rigidification.The invention therefore provides for strengthening the intermediate part 61 of the shaft 6 by a device 2 for stiffening.
[0043] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif 2 de rigidification est formé par le prolongement du tube anti-centrifugation. Plus précisément, le dispositif 2 de rigidification entoure le rotor 51 du moteur électrique 5 et se prolonge jusqu’à l’aimant 82 du capteur à effet Hall 8 ou son support 83.According to one embodiment of the invention, the stiffening device 2 is formed by the extension of the anti-centrifugation tube. More specifically, the stiffening device 2 surrounds the rotor 51 of the electric motor 5 and extends to the magnet 82 of the Hall effect sensor 8 or its support 83.
[0044] Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif 2 de rigidification est disposé entre un élément arrière 73 du compresseur et l’aimant 82 du capteur à effet hall 8 ou son support 83. L’élément arrière est le disque d’équilibrage 73 [0045] Selon une première variante de l’invention, une première extrémité 21 du dispositif 2 de rigidification est en contact 211 axial avec l’élément arrière 73, c'est-à-dire que l’extrémité du tube est en butée sur l’élément arrière et qu’il n’y a pas de jeu entre l’élément arrière et le dispositif 2 de rigidification. Selon un mode de réalisation de l’invention, le contact est direct, c'est-à-dire qu’il n’y a pas de pièce intermédiaire entre l’élément arrière 73 et le dispositif 2 de rigidification.According to one embodiment of the invention, the stiffening device 2 is arranged between a rear element 73 of the compressor and the magnet 82 of the hall effect sensor 8 or its support 83. The rear element is the disc balancing 73 According to a first variant of the invention, a first end 21 of the stiffening device 2 is in axial contact 211 with the rear element 73, that is to say that the end of the tube is in abutment on the rear element and that there is no play between the rear element and the stiffening device 2. According to one embodiment of the invention, the contact is direct, that is to say that there is no intermediate piece between the rear element 73 and the stiffening device 2.
[0046] Une deuxième extrémité 22 du dispositif 2 de rigidification prend appui radialement sur le support 83 d’aimant avec un jeu 221 axial. Plus précisément, la deuxième extrémité 22 du dispositif 2 de rigidification est emmanchée avec interférence et/ou collée sur le support 83 d’aimant.A second end 22 of the stiffening device 2 bears radially on the magnet support 83 with an axial clearance 221. More specifically, the second end 22 of the stiffening device 2 is fitted with interference and / or bonded to the magnet support 83.
[0047] Cette configuration permet de transmettre des contre-efforts pour résister à la flexion, dans toutes les configurations de tolérances, avec un positionnement axial précis de l’aimant 82 et du rotor 51.This configuration makes it possible to transmit counter-forces to resist bending, in all tolerance configurations, with precise axial positioning of the magnet 82 and of the rotor 51.
[0048] Selon une deuxième variante de l’invention, une première extrémité 21 du dispositif 2 de rigidification est en contact 211 axial avec l’élément arrière 73, c'est-à-dire que l’extrémité du tube est en butée sur l’élément arrière et qu’il n’y a pas de jeu entre l’élément arrière et le dispositif 2 de rigidification. Selon un mode de réalisation de l’invention, le contact est direct, c'est-à-dire qu’il n’y a pas de pièce intermédiaire entre l’élément arrière 73 et le dispositif 2 de rigidification. Une deuxième extrémité 22 du dispositif 2 de rigidification est en contact axial (non illustré) le support 83 d’aimant. Selon un mode de réalisation de l’invention, le contact est direct, c'est-à-dire qu’il n’y a pas de pièce intermédiaire entre le dispositif 2 de rigidification et l’élément arrière 73 et/ou le support 83 d’aimant.According to a second variant of the invention, a first end 21 of the stiffening device 2 is in axial contact 211 with the rear element 73, that is to say that the end of the tube is in abutment on the rear element and that there is no play between the rear element and the stiffening device 2. According to one embodiment of the invention, the contact is direct, that is to say that there is no intermediate piece between the rear element 73 and the stiffening device 2. A second end 22 of the stiffening device 2 is in axial contact (not shown) the magnet support 83. According to one embodiment of the invention, the contact is direct, that is to say that there is no intermediate piece between the stiffening device 2 and the rear element 73 and / or the support 83 of magnet.
[0049] Selon une troisième variante de l’invention non illustrée, une première extrémité du dispositif de rigidification prend appui radialement sur l’élément arrière. Une deuxième extrémité du dispositif de rigidification prend appui radialement sur le support d’aimant. Selon un mode de réalisation au moins une extrémité prend appui radialement avec un jeu axial.According to a third variant of the invention not shown, a first end of the stiffening device bears radially on the rear element. A second end of the stiffening device bears radially on the magnet support. According to one embodiment, at least one end bears radially with an axial clearance.
[0050] L’ensemble des combinaisons position axiale et radiale avec et sous jeu axial est possible dans le cadre de l’invention.All combinations of axial and radial position with and under axial clearance are possible within the scope of the invention.
[0051] Dans le cadre de l’invention, le dispositif 2 de rigidification est un tube 2. Selon un mode de réalisation de l’invention, le tube 2 est en acier inoxydable amagnétique, en carbone ou en titane afin de ne pas perturber le champ des aimants du rotor 51 ou du capteur 8. Lorsque le tube est en fibre de carbone, celles-ci doivent être orientées croisées, afin de résister à la flexion. En effet pour obtenir une fonction anticentrifugation seule, des fibres orientées tangentiellement, c’est-à-dire simplement enroulées autour du rotor 51, sont suffisante car les contraintes sont uniquement dans cette direction. Pour obtenir une fonction de rigidification, il est nécessaire de résister à des contraintes de flexion se traduisant par de la compression d'un côté du tube et de la traction à l'opposé illustrée figure 3. Il est donc nécessaire d'avoir des fibres orientées dans une direction non perpendiculaire à ces contraintes, comme illustrées par exemple figures 4 et 5.In the context of the invention, the stiffening device 2 is a tube 2. According to one embodiment of the invention, the tube 2 is made of non-magnetic stainless steel, carbon or titanium so as not to disturb the field of the magnets of the rotor 51 or of the sensor 8. When the tube is made of carbon fiber, these must be oriented crosswise, in order to resist bending. Indeed to obtain an anti-centrifugation function alone, fibers tangentially oriented, that is to say simply wound around the rotor 51, are sufficient because the stresses are only in this direction. To obtain a stiffening function, it is necessary to withstand bending stresses resulting in compression on one side of the tube and in tension opposite to that illustrated in FIG. 3. It is therefore necessary to have fibers oriented in a direction not perpendicular to these constraints, as illustrated for example in Figures 4 and 5.
[0052] Un tel dispositif 2 de rigidification, en augmentant le diamètre de l’arbre, augmente sa rigidité en flexion. De plus, un tel dispositif 2 de rigidification est creux. Son diamètre interne est supérieur au diamètre externe de l’arbre 6. Ainsi, une fois assemblé sur l’arbre 6, il existe une poche d’air 23 entre l’arbreô et le dispositif 2 de rigidification. Ceci présente l’avantage d’augmenter la rigidité de l’ensemble en limitant l’augmentation de la masse par une faible épaisseur du tube.Such a stiffening device 2, by increasing the diameter of the shaft, increases its bending stiffness. In addition, such a stiffening device 2 is hollow. Its internal diameter is greater than the external diameter of the shaft 6. Thus, once assembled on the shaft 6, there is an air pocket 23 between the shaft and the stiffening device 2. This has the advantage of increasing the rigidity of the assembly by limiting the increase in mass by a small thickness of the tube.
[0053] Selon un mode de réalisation de l’invention, les diamètres interne et externe du dispositif de 2 de rigidification sont déterminés de façon à avoir une vitesse critique maximum, tout en limitant la masse et l’inertie pour limiter l’augmentation du temps de réponse du compresseur.According to one embodiment of the invention, the internal and external diameters of the stiffening device 2 are determined so as to have a maximum critical speed, while limiting the mass and the inertia to limit the increase in compressor response time.
[0054] Le compresseur selon l’invention, est ainsi configuré de façon à protéger l’arbre, réduire ses déformations, et augmenter la vitesse critique du compresseur.The compressor according to the invention is thus configured to protect the shaft, reduce its deformations, and increase the critical speed of the compressor.
[0055] L’invention s’applique également à tous les compresseurs dont l’arbre doit être rigidifié lorsque deux éléments disposés autour de l’arbre sont suffisamment éloignés pour abaisser la rigidité de l’arbre dans des proportions critiques en regard des vitesses de rotation. Le tube 2 est alors disposé entre ces deux éléments.The invention also applies to all compressors, the shaft of which must be stiffened when two elements arranged around the shaft are far enough apart to lower the stiffness of the shaft in critical proportions with regard to the speeds of rotation. The tube 2 is then placed between these two elements.
[0056] L’invention concerne également l’utilisation d’un tel compresseur de suralimentation électrique dans un véhicule automobile. L’invention concerne également un corn presseur électrique équipé d’un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent selon l’invention.The invention also relates to the use of such an electric supercharger in a motor vehicle. The invention also relates to an electric presser horn equipped with a variable reluctance or permanent magnet motor according to the invention.
[0057] La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and may be modified without however departing from the scope defined by the claims.
Claims (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR3135363A1 (en) * | 2022-05-03 | 2023-11-10 | Skf Magnetic Mechatronics | Permanent magnet rotor resistant to thermal expansion and associated manufacturing method |
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| WO2015051571A1 (en) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | 睿能机电有限公司 | Magnetic circuit structure of dc brushless motor and permanent magnet embedded rotor thereof |
| GB2556245A (en) * | 2015-08-21 | 2018-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | Dynamo-electric machine and air conditioning device |
| FR3064134A1 (en) * | 2017-03-15 | 2018-09-21 | Valeo Systemes De Controle Moteur | ELECTRICAL POWER COMPRESSOR WITH MAGNET HOLDER |
-
2018
- 2018-11-30 FR FR1872168A patent/FR3089363B1/en active Active
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| FR3089363B1 (en) | 2020-12-18 |
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