FR2537799A1

FR2537799A1 -

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Publication number: FR2537799A1
Application number: FR8316304A
Authority: FR
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1984-06-15
Also published as: GB2131630B; DE3245400A1; GB8332642D0; JPS59113754A; GB2131630A

Abstract

A.GENERATEUR EXCITE PAR DES AIMANTS PERMANENTS POUR VEHICULES AUTOMOBILES. B.CE GENERATEUR EST CARACTERISE EN CE QUE LES AIMANTS PERMANENTS 1 SONT REALISES SOUS LA FORME DE PLATEAUX PRISMATIQUES DE FAIBLE EPAISSEUR, LES SURFACES DES PLATEAUX ETANT DIRIGEES ESSENTIELLEMENT RADIALEMENT ET QUE LES PIECES LAMELLAIRES 2 CONDUCTRICES DES LIGNES DE FORCE CONTIENNENT DES SECTIONS 4 DONT LES SURFACES LIMITES SONT EN DENTS DE SCIE. C.L'INVENTION CONCERNE LES GENERATEURS POUR VEHICULES AUTOMOBILES.A. GENERATOR EXCITED BY PERMANENT MAGNETS FOR MOTOR VEHICLES. B. THIS GENERATOR IS CHARACTERIZED IN THAT THE PERMANENT MAGNETS 1 ARE MADE IN THE FORM OF PRISMATIC PLATES OF LOW THICKNESS, THE SURFACES OF THE PLATES BEING ESSENTIALLY RADIALLY DIRECTED AND THAT THE LAMELLAR PARTS 2 CONDUCTORS OF THE 4 SECENNIALS CONDUCTOR LINES OF THE STRENGTHS SURFACES ARE SAW-TOOTHED. C. THE INVENTION CONCERNS GENERATORS FOR MOTOR VEHICLES.

Description

" Générateur excité par des aimants permanents pour véhicules automobiles"Generator excited by permanent magnets for motor vehicles

" L'invention concerne un générateur électrique pour véhicules en particulier pour automobiles, comportant un rotor multipolaire, tournant dans la perforation du stator d'un paquet de tôles portant plusieurs bobinages pour courant alternatif, et qui contient au moins deux aimants permanents, qui sont polarisés tangentiellement au sens de rotation du rotor, et qui s'appliquent par leurs surfaces polaires sur des pièces conductrices des The invention relates to an electric generator for vehicles, in particular for automobiles, comprising a multipole rotor rotating in the perforation of the stator of a packet of plates carrying a plurality of AC windings, and which contains at least two permanent magnets, which are polarized tangentially to the direction of rotation of the rotor, and which are applied by their polar surfaces to conductive parts of the rotor.

lignes de force d'o les lignes de force sortent radia- lines of force where the lines of force come out radi-

-1 lement et passent dans le paquet de tôles du stator. -1 lement and pass into the package of stator plates.

On connalt déjà des appareils à volant magnétique pour motocyclettes et petits véhicules automobiles, dans Magnetic flywheels are already known for motorcycles and small motor vehicles, in

lesquels le rotor réalisé sous la forme d'un volant com- which the rotor made in the form of a steering wheel

prend au moins deux, et de préférence quatre, aimants permanents ou plus qui sont montés tangentiellement, en étant réalisés sous la forme de plateaux prismatiques de faible épaisseur, et les surfaces des plateaux étant dirigées essentiellement dans une direction radiale, ces plateaux étant polarisés dans le sens de la circonférence takes at least two, and preferably four, or more permanent magnets which are mounted tangentially, being made in the form of thin prismatic trays, and the surfaces of the trays being directed essentially in a radial direction, these trays being biased in the sense of circumference

de façon telle que chaque fois, deux aimants qui se suc- in such a way that each time two magnets are suc-

cèdent dans le sens de la circonférence s'appliquent par des pôles du même signe sur une de nombreuses pièces polaires en fer doux placées chacune entre deux aimants -permanents, ces pièces polaires étant destinées à conduire le flux magnétique, dans le sens radial à des induits fixes yield in the direction of the circumference are applied by poles of the same sign on one of many soft iron pole pieces each placed between two permanent magnets, these pole pieces being intended to conduct the magnetic flux, in the radial direction to fixed inductors

pourvus d'un bobinage.provided with a winding.

Les générateurs sans bague collectrice et par suite ne demandant que peu d'entretien peuvent être fabriqués, d'une façon connue, avec excitation par des aimants permanents L'invention a pour objet de réaliser Generators without a slip ring and therefore requiring little maintenance can be manufactured, in a known manner, with excitation by permanent magnets The invention aims to achieve

un générateur excité par des aimants permanents qui fonc- a generator excited by permanent magnets which function

tionne avec de faibles pertes, même en marche sous charge partielle. A cet effet, l'invention prévoit des dispositions with low losses, even when running at partial load. For this purpose, the invention provides for

de la construction ou les aimants permanents sont réali- of construction or permanent magnets are made

sés sous la forme de plateaux prismatiques peu élevés et in the form of low prismatic trays and

o les surfaces des plateaux sont dirigées essentielle- o the surfaces of the trays are directed mainly

ment dans le sens radial.in the radial direction.

La construction peut être réalisée à un cot par- The construction can be carried out on a

ticulièrement avantageux si les aimants permanents sont particularly beneficial if the permanent magnets are

réalisés sous la forme de ferrite aimantée. made in the form of magnetized ferrite.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on peut obtenir, dans un rotor à induit intérieur à aimants permanents suivant l'invention, des vitesses de rotation centrifuge très élevées si chacune des sections qui se trouvent entre deux pièces conductrices des lignes In another embodiment of the invention, it is possible to obtain, in an armature rotor with permanent magnets according to the invention, very high speeds of centrifugal rotation if each of the sections which are between two conductive parts of the lines

de force lamellaires, dans leurs plans de symétrie diri- lamellar force, in their plane of symmetry

gés radialement, passant par l'axe du rotor, comportent des surfaces limites en dents de scie qui sont remplies avec une matière coulée ou pressée paramagnétique qui forme la liaison de l'ensemble du rotor et qui peut former en même temps le moyeu emmanché sur un arbre moteur central. L'invention est décrite et expliquée ci-après avec référence à un exemple de réalisation, représenté dans le dessin, d'un générateur électrique excité par des aimants permanents pour véhicules automobiles, o la figure 1 représente le rotor réalisé suivant l'invention, du générateur en demi-coupe-axiale et, radially, passing through the axis of the rotor, have sawtooth boundary surfaces which are filled with a paramagnetic cast or pressed material which forms the connection of the entire rotor and which can at the same time form the hub fitted on a central motor shaft. The invention is described and explained hereinafter with reference to an exemplary embodiment, shown in the drawing, of an electric generator excited by permanent magnets for motor vehicles, wherein FIG. 1 represents the rotor produced according to the invention, of the generator in half-section-axial and,

la figure 2 est une coupe transversale faite per- Figure 2 is a cross section made

pendiculairement à l'axe du rotor.pendicular to the axis of the rotor.

Le dessin montre un rotor d'une machine électrique en particulier d'un générateur de véhicule automobile, constitué d'aimants permanents 1 à plans parallèles, qui sont insérés entre des concentrateurs de flux 2 lamellai- res, agissant comme pièces conductrices des lignes de The drawing shows a rotor of an electric machine, in particular a motor vehicle generator, consisting of permanent magnets 1 with parallel planes, which are inserted between lamellar flux concentrators 2, acting as conductive parts of the transmission lines.

force, et qui sont reliés, mécaniquement et géométrique- force, and which are connected, mechanically and geometrically-

ment, entre-elles et avec l'arbre 6 du rotor, au moyen de parties coulées sous pression 3, 4, 5, et 11 La cohérence du rotor est maintenue par l'induit 4, réalisé en forme de sapin avec une matière coulée sous pression, paramagnétique, par les pièces de verrouillage 3 placées dans les espaces interpolaires, et par les chapeaux 11 and between them and with the rotor shaft 6, by means of press-cast parts 3, 4, 5, and 11 The coherence of the rotor is maintained by the armature 4, made in the form of a fir with a casting material under pressure, paramagnetic, by the locking pieces 3 placed in the interpolar spaces, and by the hats 11

annulaires frontaux sur lesquels sont-coulées les ailet- frontal rings on which are cast the

tes de ventilation 10.ventilation 10.

Dans un rotor a aimants permanents tel qu'il est décrit ci-dessus, on peut loger un maximum de surfaces In a rotor with permanent magnets as described above, it is possible to accommodate a maximum of surfaces

magnétiques produisant un flux avec une épaisseur d'ai- magnetic devices producing a flux with a thickness of

mant suffisante, en raison de la position des aimants sur les radiales, ou en formant un angle aig avec ces radiales Ce point est particulièrement important en particulier si l'on utilise comme matière magnétique des ferrites dont le prix est très avantageux et qui donnent des inductions de rémanence de 0,4 + 0,44 T Pour les aimants en "terres rares" donnant 0,8 + 1,2 T, la surface de la fente d'air de la machine suffit normalement Dans cette disposition, on rencontre toutefois d'importants problèmes de fixation pour les aimants si les machines This point is particularly important especially if we use as magnetic material ferrites whose price is very advantageous and which give us some advantages in terms of the position of the magnets on the radials, or by forming an acute angle with these radials. 0.40 0.44 T remanence inductions For "rare earth" magnets yielding 0.8 + 1.2 T, the surface of the air gap of the machine is normally sufficient In this arrangement, however, important fastening problems for magnets if the machines

électriques tournent à grande vitesse. electric turn at high speed.

T est l'unité internationale pour l'induction B T is the international unit for induction B

(l'ancienne unité était le Gauss). (the old unit was Gauss)

1 T 10 KG = 1 V-s m Pour la ferrite Br = 0,4 + 0,44 T est une valeur avantageuse. On utilise habituellement des bandages GFK ou des cylindres d'acier antimagnétique pour la fixation des 1 T 10 KG = 1 V-s m For ferrite Br = 0.4 + 0.44 T is an advantageous value. GFK or antimagnetic steel rolls are usually used for the fixation of

pièces Dans les deux cas, il se produit un agrandisse- In both cases, an enlargement occurs.

ment de la fente d'air diminuant le flux malgré l'impor- of the air gap decreasing the flow despite the

tance du coût de fabrication.cost of manufacturing.

Le mode de réalisation présenté ici n'entraine The embodiment presented here does not involve

pas ces inconvénients Les concentrateurs de flux 2 rap- these disadvantages Flux concentrators 2 rap-

portés, qui peuvent être réalisés simplement sous la forme de pièces en tôle emboutie, arrivent jusqu'à la fente d'air obtenue dans la construction et peuvent au besoin être tournés ou meulés après avoir été enrobés worn, which can be made simply in the form of stamped sheet metal parts, reach the air gap obtained in the construction and can be turned or ground after being coated

par coulée d'aluminium sous pression Du fait que l'in- by casting aluminum under pressure Because the

duit 4 est réalisé en forme de sapin,'et grâce aux deux chapeaux il coulés qui se raccordent à l'empilage de tôles des deux côtés, les concentrateurs de flux, aussi bien que les aimants sont bien maintenus Grace aux pièces de verrouillage 3 également coulées, les aimants, mécaniquement très durs, ne peuvent se briser même s'il duit 4 is made in the shape of fir, 'and thanks to the two caps it flows which are connected to the stack of sheets on both sides, the flux concentrators, as well as the magnets are well maintained thanks to the locking parts 3 also cast, the magnets, mechanically very hard, can not break even if

existe des fissures dissimulées, ce qui empêche la des- concealed cracks, which prevents the

truction de toute la machine On a avantage à couler en même temps, sur les chapeaux 11, les ailettes 10 pour la ventilation radiale En réalisant de façon appropriée les contours de la fente d'air des concentrateurs de flux que l'on peut fabriquer par emboutissage, on peut truction of the whole machine It is advantageous to pour the fins 10 for the radial ventilation at the same time on the caps 11. By appropriately forming the contours of the air gap of the flow concentrators which can be manufactured by stamping, one can

agir avantageusement sur la forme de la tension électri- act advantageously on the shape of the electrical voltage

que émise par la machine électrique La fixation du bloc rotor sur l'arbre se fait au moyen d'un collet moleté 7 de l'arbre 6 et au moyen de points matés 9, de sorte que la masse coulée sous pression est poussée dans les The rotor block assembly on the shaft is made by means of a knurled collar 7 of the shaft 6 and by means of matted points 9, so that the die-casting mass is pushed into the grooves.

rainures 8 de l'arbre 6.grooves 8 of the shaft 6.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S ) Générateur électrique pour véhicules en par- ticulier pour automobiles, comportant un rotor multipolaire tournant dans la perforation du stator d'un paquet de tôles portant plusieurs bobinages pour courant alternatif, et qui contient au moins deux aimants permanents qui sont polarisés tangentiellement au sens de rotation du rotor, et qui s'appliquent par leurs surfaces polaires sur des pièces conductrices des lignes de force d'o les lignes de force sortent radialement et passent dans le paquet de tôles du stator, générateur caractérisé en-ce que les aimants permanents ( 1) sont réalisés sous la forme de plateaux prismatiques de faible épaisseur, les surfaces des plateaux étant dirigées essentiellement radialement.Electric generator for vehicles in particular for automobiles, comprising a multipolar rotor rotating in the perforation of the stator of a bundle of sheets carrying several coils for alternating current, and which contains at least two permanent magnets which are polarized tangentially to the of rotation of the rotor, and which are applied by their polar surfaces to conductive parts of the lines of force o the lines of force radially outgoing and pass into the stator laminations, generator characterized in that the permanent magnets (1) are made in the form of thin prismatic trays, the surfaces of the trays being directed essentially radially.

2 ) Générateur suivant la revendication 1, carac- 2) Generator according to claim 1, characterized

térisé en ce que les aimants permanents ( 1) sont réalisés characterized in that the permanent magnets (1) are made

sous la forme de ferrites magnétiques. in the form of magnetic ferrites.

) Générateur suivant l'une des revendications ) Generator according to one of the claims

1 et 2, caractérisé en ce que les pièces lamellaires ( 2) conductrices des lignes de force contiennent des sections 1 and 2, characterized in that the lamellar pieces (2) conducting the lines of force contain sections

( 4) dont les surfaces limites sont en dents de scie. (4) whose boundary surfaces are sawtooth.

4 ) Générateur suivant la revendication 3, carac- 4) Generator according to claim 3,

térisé en ce que les sections ( 4) sont remplies d'une matière coulée sous pression, paramagnétique et sont characterized in that the sections (4) are filled with a paramagnetic die casting material and are

reliées avec les aimants ( 1).connected with the magnets (1).