FR3060891A1 - ROTATING ELECTRIC MACHINE COMPRISING MAGNET HOLDING ELEMENTS - Google Patents
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Abstract
Machine électrique tournante comportant un rotor (1) monté sur un arbre, le rotor (1) étant agencé pour être en rotation par rapport au stator, ledit rotor (1) comportant: - des cavités longitudinales pour recevoir au moins un aimant permanent (10) et formant des pôles magnétiques du rotor (1), chaque pôle étant formé par deux cavités adjacentes ayant un profil en V ou en U dans un plan orthogonal (Pc) à l'axe (2) dans lequel s'étant l'arbre de la machine électrique ; - un ressort (12) comportant deux bras (120, 120') reliés à une portion de connexion (123) et formant une butée axiale, les deux bras (120, 120') étant insérés dans chacune des cavités d'un pôle pour exercer une force de maintien des aimants (10) sur le bord externe du rotor (1).Rotary electric machine comprising a rotor (1) mounted on a shaft, the rotor (1) being arranged to rotate with respect to the stator, said rotor (1) comprising: longitudinal cavities for receiving at least one permanent magnet (10) ) and forming magnetic poles of the rotor (1), each pole being formed by two adjacent cavities having a V-shaped or U-shaped in an orthogonal plane (Pc) to the axis (2) in which the shaft the electric machine; a spring (12) comprising two arms (120, 120 ') connected to a connecting portion (123) and forming an axial abutment, the two arms (120, 120') being inserted into each of the cavities of a pole for exerting a holding force of the magnets (10) on the outer edge of the rotor (1).
Description
Titulaire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.Holder (s): VALEO ELECTRIC EQUIPEMENTS MOTOR Simplified joint-stock company.
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Mandataire(s) : VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR Société par actions simplifiée.Agent (s): VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTOR Simplified joint-stock company.
MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE COMPORTANT DES ELEMENTS DE MAINTIEN D'AIMANTS.ROTATING ELECTRIC MACHINE HAVING MAGNET HOLDING ELEMENTS.
FR 3 060 891 - A1 tri// Machine électrique tournante comportant un rotor (1) monté sur un arbre, le rotor (1 ) étant agencé pour être en rotation par rapport au stator, ledit rotor (1) comportant:FR 3 060 891 - A1 tri // Rotating electric machine comprising a rotor (1) mounted on a shaft, the rotor (1) being arranged to be rotated relative to the stator, said rotor (1) comprising:
- des cavités longitudinales pour recevoir au moins un aimant permanent (10) et formant des pôles magnétiques du rotor (1 ), chaque pôle étant formé par deux cavités adjacentes ayant un profil en V ou en U dans un plan orthogonal (Pc) à l'axe (2) dans lequel s'étant l'arbre de la machine électrique;- longitudinal cavities to receive at least one permanent magnet (10) and forming magnetic poles of the rotor (1), each pole being formed by two adjacent cavities having a V or U profile in a plane orthogonal (Pc) to l 'axis (2) in which being the shaft of the electric machine;
- un ressort (12) comportant deux bras (120, 120j reliés à une portion de connexion (123) et formant une butée axiale, les deux bras (120,120j étant insérés dans chacune des cavités d'un pôle pour exercer une force de maintien des aimants (10) sur le bord externe du rotor (1).- a spring (12) comprising two arms (120, 120j connected to a connection portion (123) and forming an axial stop, the two arms (120,120j being inserted in each of the cavities of a pole to exert a holding force magnets (10) on the outer edge of the rotor (1).
-1 MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE COMPORTANT DES ELEMENTS DE MAINTIEN D’AIMANTS-1 ROTATING ELECTRIC MACHINE COMPRISING MAGNET HOLDING ELEMENTS
La présente invention concerne le domaine des machines électriques tournantes notamment pour véhicules automobiles. Le domaine de l’invention concerne plus particulièrement les ensembles rotor-stator comportant des éléments magnétiques devant être maintenus dans l’enceinte du rotor.The present invention relates to the field of rotating electrical machines, in particular for motor vehicles. The field of the invention relates more particularly to rotor-stator assemblies comprising magnetic elements to be maintained in the enclosure of the rotor.
Les machines électriques tournantes comprennent généralement un ensemble rotor-stator. Les machines électriques permettent, selon le type de fonctionnement envisagé, de générer un courant ou de produire une puissance mécanique à partir d’un courant d’induction. Dans ces deux modes de fonctionnement, le rotor et le stator comprennent soit une bobine, soit des aimants permanents afin de générer un flux magnétique.Rotating electrical machines generally include a rotor-stator assembly. Electric machines make it possible, depending on the type of operation envisaged, to generate a current or to produce mechanical power from an induction current. In these two operating modes, the rotor and the stator comprise either a coil or permanent magnets in order to generate a magnetic flux.
Actuellement, parmi les solutions utilisant des aimants permanents, il existe des rotors intégrant en leur sein des cavités pour y placer les aimants. Ces derniers peuvent être agencés de différentes manières afin de générer le champ optimum selon la configuration de la machine tournante électrique.Currently, among the solutions using permanent magnets, there are rotors integrating cavities within them to place the magnets. These can be arranged in different ways in order to generate the optimum field according to the configuration of the electric rotating machine.
A ce jour, une solution consiste à intégrer les aimants et les maintenir à partir d’une colle. Or cette solution est fastidieuse à mettre en oeuvre. Elle est longue et peut conduire à générer des points de fragilité selon la tenue des colles utilisées. Enfin, les chocs ou vibrations générés par la machine tournante électrique peuvent conduire à l’expulsion d’aimants, voire à les dégraderTo date, one solution has been to integrate the magnets and hold them in place with glue. However, this solution is tedious to implement. It is long and can lead to the generation of points of weakness depending on the strength of the adhesives used. Finally, the shocks or vibrations generated by the electric rotating machine can lead to the expulsion of magnets, or even degrade them.
Une solution alternative consiste à placer dans chaque logement du rotor prévu pour accueillir les aimants une bande flexible exerçant une force de maintien sur l’aimant pour les maintenir. Une telle solution est représentée à la figure 1.An alternative solution consists in placing in each housing of the rotor intended to receive the magnets a flexible strip exerting a holding force on the magnet to hold them. Such a solution is shown in Figure 1.
Cependant, cette solution n’est pas optimale du point de vue de la constitution du pôle magnétique. Par ailleurs, le montage des ressorts est long et le maintien des aimants n’est pas rendu optimal. Enfin, cette solutionHowever, this solution is not optimal from the point of view of the constitution of the magnetic pole. In addition, the mounting of the springs is long and the maintenance of the magnets is not made optimal. Finally, this solution
-2 n’est pas optimale lors de l’opération d’assemblage lorsque un pôle rotor comprend des cavités ayant un profil complexe.-2 is not optimal during the assembly operation when a rotor pole includes cavities with a complex profile.
L’invention permet de pallier aux inconvénients précités.The invention overcomes the aforementioned drawbacks.
Selon un aspect, l’invention concerne une machine électrique tournante comportant un rotor destiné à être monté sur un arbre, le rotor étant agencé pour être en rotation par rapport au stator, ledit rotor comportant:According to one aspect, the invention relates to a rotary electrical machine comprising a rotor intended to be mounted on a shaft, the rotor being arranged to be rotated relative to the stator, said rotor comprising:
des cavités longitudinales pour recevoir au moins un aimant îo permanent et formant des pôles magnétiques du rotor, chaque pôle étant formé par deux cavités adjacentes ayant un profil en V ou en U dans un plan orthogonal à l’axe dans lequel s’étant l’arbre de la machine électrique, dit plan de coupe ;longitudinal cavities for receiving at least one permanent magnet and forming magnetic poles of the rotor, each pole being formed by two adjacent cavities having a V or U profile in a plane orthogonal to the axis in which the shaft of the electric machine, said cutting plane;
un ressort comportant deux bras reliés à une portion de connexion 15 et formant une butée axiale, les deux bras étant insérés dans chacune des cavités d’un pôle pour exercer une force de maintien des aimants sur le bord externe du rotor.a spring comprising two arms connected to a connection portion 15 and forming an axial stop, the two arms being inserted into each of the cavities of a pole to exert a force for holding the magnets on the outer edge of the rotor.
Un avantage est de maintenir un effort constant sur les aimants vers le diamètre extérieur du rotor une fois qu’ils sont placés dans le rotor.An advantage is to maintain a constant force on the magnets towards the outside diameter of the rotor once they are placed in the rotor.
Un avantage de la double lamelle est de simplifier le montage et d’exercer une contrainte accrue sur les aimants.An advantage of the double lamella is to simplify the assembly and to exert an increased stress on the magnets.
Selon un mode de réalisation, chaque bras forme une lamelle comportant une pluralité de bosses, chaque bosse exerçant une force dans le plan de coupe maintenant l’aimant auquel elle est associée. Un avantage est de concevoir une lamelle spécialement adaptée à la configuration des aimants à disposer notamment en ce qui concerne leur structure et leur nombre.According to one embodiment, each arm forms a strip comprising a plurality of bumps, each bump exerting a force in the cutting plane holding the magnet with which it is associated. An advantage is to design a strip specially adapted to the configuration of the magnets to be placed in particular as regards their structure and their number.
Selon un mode de réalisation, chaque aimant a une forme de parallélépipède rectangle. Un avantage est de faciliter leur insertion dans les cavités du rotor.According to one embodiment, each magnet has the shape of a rectangular parallelepiped. An advantage is to facilitate their insertion into the cavities of the rotor.
Selon un mode de réalisation, chaque bras comporte une partie extrémale formant une butée axiale pour maintenir les aimants d’une cavité d’un côté axial du rotor.According to one embodiment, each arm has an end portion forming an axial stop to hold the magnets of a cavity on an axial side of the rotor.
-3 Selon un mode de réalisation, chaque partie extrémale exerce une force de rappel dans la direction de l’axe du rotor lorsqu’elle est sollicitée mécaniquement dans l’axe.-3 According to one embodiment, each end part exerts a restoring force in the direction of the axis of the rotor when it is mechanically stressed in the axis.
Un avantage est de pouvoir absorber une partie des contraintes 5 mécaniques s’exerçant sur le rotor tout en maintenant les aimants dans leur logement.An advantage is to be able to absorb part of the mechanical stresses exerted on the rotor while keeping the magnets in their housing.
Selon un mode de réalisation, les deux cavités adjacentes forment une unique ouverture, les deux cavités étant jointes par une portion évidée s’étendant parallèlement aux cavités dans l’axe du rotor formant la pointe du îo profil en forme de V. Un avantage est d’améliorer les performances magnétiques de chaque pôle magnétique du rotor.According to one embodiment, the two adjacent cavities form a single opening, the two cavities being joined by a recessed portion extending parallel to the cavities in the axis of the rotor forming the tip of the V-shaped profile. An advantage is to improve the magnetic performance of each magnetic pole of the rotor.
Selon un mode de réalisation, la portion de connexion est déformable de manière à permettre un pliage permettant de positionner les bras dans des directions parallèles ou sensiblement parallèles afin de permettre l’introduction du ressort dans une encoche comportant deux cavités adjacentes. Un avantage est de permettre de produire des ressorts plus aisément dans la mesure où ils sont définis dans une tôle commune et pliés ensuite lors de l’opération de montage du rotor.According to one embodiment, the connection portion is deformable so as to allow folding allowing the arms to be positioned in parallel or substantially parallel directions in order to allow the introduction of the spring into a notch having two adjacent cavities. An advantage is to allow springs to be produced more easily insofar as they are defined in a common sheet and then bent during the rotor mounting operation.
Selon un mode de réalisation, la portion de connexion comprend un méplat formant une surface d’appui s’étendant sur une surface transversale du rotor. Una avantage est d’améliorer la robustesse des bras et le maintien des ressorts.According to one embodiment, the connection portion comprises a flat forming a support surface extending over a transverse surface of the rotor. An advantage is to improve the robustness of the arms and the maintenance of the springs.
Selon un mode de réalisation, chaque cavité est adaptée pour recevoir un bras ayant quatre bosses chacun, chaque bosse étant adaptée à maintenir un aimant selon un plan transversal. Cette configuration est particulièrement avantageuse pour le dimensionnement de certaines machines électriques utilisées conjointement avec un moteur thermique, notamment en ce qui concerne les performances magnétiques du rotor.According to one embodiment, each cavity is adapted to receive an arm having four bumps each, each bump being adapted to hold a magnet in a transverse plane. This configuration is particularly advantageous for the dimensioning of certain electrical machines used in conjunction with a heat engine, in particular as regards the magnetic performance of the rotor.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de montage d’une machine tournante comportant un rotor, ledit procédé comportant :According to another aspect, the invention relates to a method for mounting a rotary machine comprising a rotor, said method comprising:
-4- Une insertion d’au moins un ressort, comportant deux bras reliés à une portion de connexion et formant une butée axiale, dans deux cavités adjacentes d’un pôle du rotor-4- An insertion of at least one spring, comprising two arms connected to a connection portion and forming an axial stop, in two adjacent cavities of a pole of the rotor
- Une insertion d’une pluralité d’aimants dans chaque cavité du pôle du rotor, l’insertion s’effectuant selon l’axe du rotor en forçant la force de maintien des aimants exercé par le ressort le long de chaque cavité ;- An insertion of a plurality of magnets in each cavity of the pole of the rotor, the insertion being carried out along the axis of the rotor by forcing the magnet holding force exerted by the spring along each cavity;
- Une insertion d’une flasque de maintien sur une extrémité du rotor après l’insertion de tous les ressorts et les aimants à îo insérer dans le rotor.- An insertion of a retaining flange on one end of the rotor after the insertion of all the springs and magnets to be inserted in the rotor.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :Other characteristics and advantages of the invention will emerge on reading the detailed description which follows, with reference to the appended figures, which illustrate:
figure 1 : un rotor de l’art antérieur comportant des aimants introduits dans des cavités longitudinales dudit rotor et maintenus par des lamelles flexibles ; figure 2A : une vue en perspective d’un rotor d’une machine tournante selon l’invention;Figure 1: a rotor of the prior art comprising magnets introduced into longitudinal cavities of said rotor and held by flexible strips; Figure 2A: a perspective view of a rotor of a rotary machine according to the invention;
figure 2B : une vue de coupe d’un rotor d’une machine tournante représentée à la figure 2A ;Figure 2B: a sectional view of a rotor of a rotary machine shown in Figure 2A;
figure 3 : une vue de coupe d’un ressort de l’invention introduit dans une ouverture du rotor de l’invention ;Figure 3: a sectional view of a spring of the invention introduced into an opening of the rotor of the invention;
figure 4 : une portion de connexion d’un ressort bilames de l’invention ; figure 5 : une vue de dessus d’une encoche comportant deux cavités aptes à recevoir un ressort de l’invention.Figure 4: a connection portion of a bimetal spring of the invention; Figure 5: a top view of a notch having two cavities adapted to receive a spring of the invention.
La machine tournante comporte un arbre d’entrainement non représenté qui est par exemple fretté dans le rotor 1. Généralement deux modes de fonctionnement sont possibles.The rotary machine comprises a drive shaft, not shown, which is for example shrunk into the rotor 1. Generally two operating modes are possible.
Un premier mode de fonctionnement, dit moteur, comprend la génération d’un courant d’alimentation du stator pour induire un champ magnétique de manière à entraîner l’arbre d’entrainement sous l’effet de la rotation du rotor 1. Ce mode est notamment utilisé lors du démarrage du véhicule.A first operating mode, known as a motor, comprises the generation of a stator supply current to induce a magnetic field so as to drive the drive shaft under the effect of the rotation of the rotor 1. This mode is especially used when starting the vehicle.
-5 Un second mode de fonctionnement, dit générateur ou alternateur, permet à partir de la rotation de l’arbre d’entrainement d’engager la rotation du rotor 1. Sous l’effet de la rotation des aimants, un courant induit dans les bobines est créé est peut alimenter la machine électrique. Ce mode de fonctionnement peut être par exemple utilisé pour assister le moteur thermique.-5 A second operating mode, known as generator or alternator, makes it possible, from the rotation of the drive shaft, to engage the rotation of the rotor 1. Under the effect of the rotation of the magnets, a current induced in the coils is created and can power the electric machine. This operating mode can for example be used to assist the heat engine.
La figure 2A représente un rotor 1 d’une machine tournante de l’invention représenté en perspective. La figure 2B représente une vue de dessus du rotor 1. Le rotor 1 a une forme sensiblement cylindrique et comporte une surface circonférentielle et deux surfaces transversales dont la forme est sensiblement un disque.FIG. 2A represents a rotor 1 of a rotary machine of the invention shown in perspective. FIG. 2B represents a top view of the rotor 1. The rotor 1 has a substantially cylindrical shape and comprises a circumferential surface and two transverse surfaces, the shape of which is substantially a disc.
Selon un mode de réalisation, le rotor 1 est réalisé à partir d’une pluralité de feuilles de tôle assemblées et compactées de sorte à former le bâti central cylindrique du rotor 1. Le rotor 1 de l’invention se rapporte à un rotor à aimants permanents. Il peut être utilisé sans bobinage ou le cas échéant avec une bobine. Les aimants sont agencés dans des cavités longitudinales s’étendant par exemple d’une surface transversale à la surface transversale opposée.According to one embodiment, the rotor 1 is produced from a plurality of sheet metal sheets assembled and compacted so as to form the central cylindrical frame of the rotor 1. The rotor 1 of the invention relates to a magnet rotor permanent. It can be used without winding or if necessary with a coil. The magnets are arranged in longitudinal cavities extending for example from a transverse surface to the opposite transverse surface.
Le stator de la machine tournante électrique n’est pas représenté sur les figures. Il peut s’agir par exemple d’un stator bobiné à épingles.The stator of the electric rotating machine is not shown in the figures. It can be, for example, a wound stator with pins.
La vue en perspective du rotor 1 représente également le ressort 12 ayant un profil en V dans la coupe transversale Pc et des aimants 10. Le ressort 12 et les aimants sont insérés selon l’axe 2 du rotor 1 dans l’un des pôles agencés en périphérie du rotor 1 et comportant deux cavités 5, 5’ adjacentes et s’étendant chacune selon l’axe du rotor 2.The perspective view of the rotor 1 also represents the spring 12 having a V profile in the cross section Pc and magnets 10. The spring 12 and the magnets are inserted along the axis 2 of the rotor 1 in one of the poles arranged at the periphery of the rotor 1 and comprising two adjacent cavities 5, 5 'each extending along the axis of the rotor 2.
Chaque pôle comprend deux cavités 5, 5’ longitudinales s’étendant selon un premier et un second axes transversaux dans le plan de coupe Pc selon une forme adaptée à recevoir des aimants. Les deux axes transversaux associés à un pôle forment un angle qui est sensiblement le même angle que celui formé par les deux portions du profil en V du ressortEach pole comprises two longitudinal cavities 5, 5 ′ extending along first and second transverse axes in the cutting plane Pc in a shape adapted to receive magnets. The two transverse axes associated with a pole form an angle which is substantially the same angle as that formed by the two portions of the V-shaped profile of the spring.
12. La forme du pôle est donc ajustée et adaptée à recevoir un ressort 12. Selon un mode de réalisation, les deux cavités 5, 5’ partagent un passage ménagé faisant correspondre les deux cavités pour former une unique12. The shape of the pole is therefore adjusted and adapted to receive a spring 12. According to one embodiment, the two cavities 5, 5 ’share a passage making the two cavities correspond to form a single
-6 encoche. Selon un exemple de réalisation, le passage s’étend longitudinalement selon un axe parallèle à l’axe 2 du rotor 1. Ce passage s’étend donc le long de l’axe de l’arête formé par le profil en V.-6 notch. According to an exemplary embodiment, the passage extends longitudinally along an axis parallel to the axis 2 of the rotor 1. This passage therefore extends along the axis of the edge formed by the V-profile.
Selon un exemple de réalisation représenté à la figure 2A, le ressort 12 est un ressort bilames. Les deux lames sont appelées des bras. Le ressort 12 comprend donc deux bras 120 et 120’ qui sont reliés physiquement à l’une de leur extrémité. Les deux bras 120, 120’ sont joints par une portion de connexion 123. Cette portion de connexion 123 permet de rendre solidaire les deux bras 120, 120’. En outre, la portion de connexion îo 123 assure un maintien des deux bras 120, 120’ selon l’axe longitudinal 2. Les deux bras 120, 120’ sont maintenus comme une épingle par leur extrémité qui permet une courbure desdits deux bras. La portion de connexion 123 est agencée de telle sorte qu’un angle est formé entre les deux bras 120, 120’. Selon un exemple de réalisation, chaque bras 120, 120’ a une forme de lamelle gondolée. Avantageusement, l’angle entre chaque lamelle d’un couple de bras correspond à l’angle formé par le V du profil en V.According to an exemplary embodiment shown in FIG. 2A, the spring 12 is a bimetallic spring. The two blades are called arms. The spring 12 therefore comprises two arms 120 and 120 ’which are physically connected to one of their ends. The two arms 120, 120 ’are joined by a connection portion 123. This connection portion 123 makes it possible to make the two arms 120, 120’ integral. In addition, the connection portion îo 123 maintains the two arms 120, 120 ′ along the longitudinal axis 2. The two arms 120, 120 ’are held like a pin by their end which allows a curvature of said two arms. The connection portion 123 is arranged so that an angle is formed between the two arms 120, 120 ’. According to an exemplary embodiment, each arm 120, 120 ’has the shape of a curled strip. Advantageously, the angle between each lamella of a pair of arms corresponds to the angle formed by the V of the V-profile.
Avantageusement, chaque ressort 12 est enfiché dans une double cavités longitudinales 5 et 5’. Chacun des bras 120, 120’ étant maintenu dans une cavité 5 ou 5’, le ressort 12 est alors maintenu par les parois de chacune des cavités 5, 5’.Advantageously, each spring 12 is inserted into a double longitudinal cavity 5 and 5 ’. Each of the arms 120, 120 ’being held in a cavity 5 or 5’, the spring 12 is then held by the walls of each of the cavities 5, 5 ’.
Selon un mode de réalisation, la portion de connexion 123 comprend un méplat représenté à la figure 4. Le méplat permet de former une surface d’appui et/ou de butée vis-à-vis du rotor 1 pour bloquer un mouvement du ressort 12 dans un sens parallèle à l’axe 2 du rotor 1. En outre, le méplat permet d’ajuster la longueur de chaque bras enfiché dans les cavités et permet de s’assurer que le ressort 12 est insérer jusqu’au bout, c’est-à-dire jusqu’au contact du méplat sur la surface transversale du rotor 1.According to one embodiment, the connection portion 123 comprises a flat part shown in FIG. 4. The flat part makes it possible to form a bearing and / or abutment surface with respect to the rotor 1 to block movement of the spring 12 in a direction parallel to the axis 2 of the rotor 1. In addition, the flat makes it possible to adjust the length of each arm inserted in the cavities and makes it possible to ensure that the spring 12 is inserted to the end, it that is, up to the contact of the flat on the transverse surface of the rotor 1.
La figure 4 est une vue en perspective d’un ressort de l’invention et représente à cet effet une portion de chaque bras 120, 120’, chacun étant relié au méplat par l’intermédiaire d’une portion de rattachement 122, 122’ assurant une certaine déformabilité pour insérer les bras 120, 120’ dans les cavités 5, 5’.Figure 4 is a perspective view of a spring of the invention and for this purpose represents a portion of each arm 120, 120 ', each being connected to the flat by means of a connecting portion 122, 122' ensuring a certain deformability for inserting the arms 120, 120 'in the cavities 5, 5'.
-7 La figure 5 représente une coupe en vue de dessus de l’encoche 5, 5’. Une partie hachurée 55 forme une surface d’appui de la surface transversale du rotor 1 sur laquelle le méplat peut s’étendre.-7 Figure 5 shows a section from above of the notch 5, 5 ’. A hatched portion 55 forms a bearing surface of the transverse surface of the rotor 1 on which the flat can extend.
Selon un mode de réalisation, les deux cavités longitudinales 5, 5’ 5 comprennent une ouverture longitudinale 56 permettant de faire communiquer les deux cavités 5, 5’ entre elles. Dans ce cas de figure, les deux cavités 5, 5’ ne forment qu’une seule cavité ayant un interstice 56 en commun. La figure 5 représente un exemple de jonction de deux cavités 5, 5’ d’une encoche ayant une section en forme sensiblement de V. Dans la suite îo de la description que les cavités 5 et 5‘ communiquent ou non, elles seront nommées des cavités longitudinales 5 et 5’ et l’encoche désigne le couple de cavités formant un pôle du rotor 1. L’interstice 56 entre deux cavités 5 et 5’ permet d’améliorer la performance magnétique d’un pôle magnétique du rotor 1. D’un point de vue magnétique, les aimants d’une encoche 5, 5’ sont considérés deux à deux dans un plan de coupe Pc pour former un pôle magnétique ayant une section en forme de V. Cet agencement en forme de V permet de réduire la masse d’aimants nécessaire et permet donc de limiter l’étendue radiale d’un aimant équivalent non profilé en forme de V.According to one embodiment, the two longitudinal cavities 5, 5 ’5 include a longitudinal opening 56 allowing the two cavities 5, 5’ to communicate with each other. In this case, the two cavities 5, 5 ’form only a single cavity having a gap 56 in common. FIG. 5 represents an example of the junction of two cavities 5, 5 ′ of a notch having a section in the form of a substantially V. In the description below, whether the cavities 5 and 5 ′ communicate or not, they will be called longitudinal cavities 5 and 5 'and the notch designates the pair of cavities forming a pole of the rotor 1. The gap 56 between two cavities 5 and 5' makes it possible to improve the magnetic performance of a magnetic pole of the rotor 1. D 'from a magnetic point of view, the magnets of a notch 5, 5' are considered in pairs in a cutting plane Pc to form a magnetic pole having a V-shaped section. This V-shaped arrangement makes it possible to reduce the mass of magnets required and therefore makes it possible to limit the radial extent of an equivalent non-profiled V-shaped magnet.
Selon un mode de réalisation, les deux bras 120, 120’ forment une paroi fermant le passage entre les deux cavités longitudinales 5, 5’.According to one embodiment, the two arms 120, 120 ′ form a wall closing the passage between the two longitudinal cavities 5, 5 ’.
La portion de connexion 123 permet de renforcer le maintien de chaque bras 120, 120 introduit dans une cavité longitudinale 5, 5’ et donc du ressort 12. Un tel ressort 12 a une meilleure tenue aux vibrations et aux mouvements engendrés par la rotation du rotor 1.The connection portion 123 makes it possible to strengthen the holding of each arm 120, 120 introduced into a longitudinal cavity 5, 5 ′ and therefore of the spring 12. Such a spring 12 has better resistance to vibrations and to the movements generated by the rotation of the rotor. 1.
Chaque cavité 5, 5’ d’une encoche comprend des portions latérales formant des butées de maintien de chaque bras 120, 120’ du ressort 12. La figure 5 représente une butée 50, respectivement 50’ et une butée 51, respectivement 51’ pour maintenir chaque bras dans la cavité 5 dans laquelle il est introduit, respectivement 5’. Les butées 50, 51 permettent de maintenir la force de rappel du ressort 12 sur les aimants 10 sans que les bras 120, 120’ du ressort 12 ne puissent évoluer hors de la cavité 5, 5’.Each cavity 5, 5 'of a notch comprises lateral portions forming stops for holding each arm 120, 120' of the spring 12. FIG. 5 shows a stop 50, respectively 50 'and a stop 51, respectively 51' for maintain each arm in the cavity 5 into which it is introduced, respectively 5 '. The stops 50, 51 make it possible to maintain the return force of the spring 12 on the magnets 10 without the arms 120, 120 ’of the spring 12 being able to move out of the cavity 5, 5’.
Une autre butée 52, 52’ en bout de cavité 5, 5’ permet de maintenir les bras 120, 120’ du ressort 12 confinés dans leur logement.Another stop 52, 52 ’at the end of the cavity 5, 5’ keeps the arms 120, 120 ’of the spring 12 confined in their housing.
-8 Du fait de la présence des aimants dans les cavités, chaque bras est plaqué sur une surface intérieure longitudinale et maintenu entre deux butées, comme par exemple la butée 50 et 52.-8 Due to the presence of the magnets in the cavities, each arm is pressed against a longitudinal inner surface and held between two stops, such as for example the stop 50 and 52.
Selon un premier exemple de réalisation, chaque lamelle comprend une pluralité de bosses 125 agissant comme un ressort exerçant une force de maintien dans un plan transversal au ressort 12, c’est-à-dire un plan parallèle au plan Pc. Cette force de maintien permet de retenir les aimants qui sont insérés dans les cavités 5, 5’ le long des bras 120, 120’. Un avantage est que chaque bosse 125 permet de retenir un aimant 10 en vis-àvis de la bosse 125 et de le plaquer ainsi contre la paroi de la cavité longitudinale 5 ou 5’.According to a first embodiment, each strip comprises a plurality of bosses 125 acting as a spring exerting a holding force in a plane transverse to the spring 12, that is to say a plane parallel to the plane Pc. This holding force makes it possible to retain the magnets which are inserted into the cavities 5, 5 ’along the arms 120, 120’. An advantage is that each bump 125 makes it possible to retain a magnet 10 opposite the bump 125 and thus to press it against the wall of the longitudinal cavity 5 or 5 ’.
Selon un second exemple de réalisation non représenté, chaque lamelle comprend une unique bosse 125 s’étend sur la longueur du bras 120. Dans ce cas de figure, la bosse 125 de la lamelle exerce une force le long de la lamelle avec une force maximale en son centre. Un ou plusieurs aimants 10 peuvent être retenus dans un plan Pc par un tel bras.According to a second embodiment not shown, each strip comprises a single hump 125 extends over the length of the arm 120. In this case, the hump 125 of the lamella exerts a force along the lamella with maximum force in its center. One or more magnets 10 can be retained in a plane Pc by such an arm.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, chaque lamelle comprend une pluralité de bosses 125, chaque bosse 125 retenant au moins deux aimants.According to another embodiment not shown, each strip comprises a plurality of bosses 125, each boss 125 retaining at least two magnets.
Les lamelles formant les bras du ressort 12 sont avantageusement réalisées en Inox. Tout autre matériau amagnétique pour la réalisation des ressorts convient à la solution de l’invention. Un avantage est d’éviter la création de courts circuits avec les aimants tout en permettant la création d’un couple d’aimants ayant une section en forme de V dans une tranche selon un plan de coupe Pc. Le matériau amagnétique du ressort 12 permet de ne pas altérer le flux magnétique créé par le couple d’aimants formant un pôle en V selon une tranche transversale.The strips forming the arms of the spring 12 are advantageously made of stainless steel. Any other non-magnetic material for producing the springs is suitable for the solution of the invention. An advantage is to avoid the creation of short circuits with the magnets while allowing the creation of a pair of magnets having a V-shaped section in a slice along a cutting plane Pc. The non-magnetic material of the spring 12 makes it possible not to alter the magnetic flux created by the pair of magnets forming a V-shaped pole in a transverse section.
Les aimants 10 permettent de générer un flux magnétique dans la machine tournante afin de l’entrainer.The magnets 10 make it possible to generate a magnetic flux in the rotating machine in order to drive it.
Selon un mode de réalisation, chaque aimant 10 a une forme parallélépipédique. Chaque aimant 10 s’insère dans une cavité dont le profil est compatible d’une forme rectangulaire dans le plan de coupe Pc. Selon unAccording to one embodiment, each magnet 10 has a parallelepiped shape. Each magnet 10 is inserted into a cavity whose profile is compatible with a rectangular shape in the cutting plane Pc. According to a
-9 autre exemple de réalisation, les aimants 10 peuvent avoir une forme de parallélépipède droit ou cylindrique.-9 Another embodiment, the magnets 10 may have the shape of a straight or cylindrical parallelepiped.
Selon un mode de réalisation, les aimants 10 ont une longueur inférieure au quart de la longueur du rotor 1. Selon un exemple de réalisation, quatre aimants 10 sont insérés dans chaque cavité 5, 5’. Dans cet exemple, chaque bras 120, 120’ comporte quatre bosses 125 permettant de retenir les quatre aimants 10 dans un plan transversal Pc.According to one embodiment, the magnets 10 have a length less than a quarter of the length of the rotor 1. According to an exemplary embodiment, four magnets 10 are inserted in each cavity 5, 5 ’. In this example, each arm 120, 120 ′ has four bosses 125 making it possible to retain the four magnets 10 in a transverse plane Pc.
Un avantage de l’introduction d’une pluralité d’aimants 10 dans chaque cavité longitudinale 5, 5’ est de réduire les pertes magnétique.An advantage of introducing a plurality of magnets 10 into each longitudinal cavity 5, 5 ’is to reduce the magnetic losses.
Selon d’autres modes de réalisation, deux aimants sont introduits dans chaque cavité longitudinale 5, 5’. Selon un mode de réalisation, un unique aimant est introduit dans chaque cavité longitudinale 5, 5’.According to other embodiments, two magnets are introduced into each longitudinal cavity 5, 5 ’. According to one embodiment, a single magnet is introduced into each longitudinal cavity 5, 5 ’.
Selon un mode de réalisation, au niveau de la partie supérieure du rotor 1 représenté sur la figure 2A, c’est-à-dire sur la partie par laquelle on insère les ressorts 12, le rotor 1 comprend un capot (non représenté) permettant de limiter les déplacements axiaux du ressort 12. Le capot évite que les ressorts 12 ne sortent de leur logement sous l’effet des mouvements du rotor 1. En outre, le capot permet de retenir les poussières d’aimants pouvant être produites par les frottements. En dernier recours, le capot permet d’éviter la sortie des aimants 10 qui seraient éjectés de leur logement sous l’effet de la force centrifuge du rotor 1 et ce malgré la force de rappel exercée par le ressort 12 sur les aimants 10. A l’une des extrémités du rotor 1, les aimants 10 sont retenus par les parties extrémales 124, 124’ du ressort 12 et à l’extrémité opposée, les aimants 10 sont retenus par le capot. Chaque partie extrémale 124, 124’ respectivement d’un bras 120, 120’ exerce également une force de rappel axiale de sorte à repousser l’aimant 10 qui est positionnée à l’extrémité de la cavité 5, 5’ du rotor 1. Ainsi, chaque partie extrémale 124, 124’ agit comme une butée empêchant les aimants 10 de sortir des cavités 5, 5’. Ils peuvent également agir comme un ressort repoussant l’aimant 10 pour le ramener dans sa position dans la cavité 5, 5’. Cette solution assure une meilleure tenue aux chocs et aux vibrations.According to one embodiment, at the upper part of the rotor 1 shown in FIG. 2A, that is to say on the part through which the springs 12 are inserted, the rotor 1 comprises a cover (not shown) allowing to limit the axial displacements of the spring 12. The cover prevents the springs 12 from coming out of their housing under the effect of the movements of the rotor 1. In addition, the cover makes it possible to retain the dust of magnets which can be produced by friction . As a last resort, the cover makes it possible to avoid the exit of the magnets 10 which would be ejected from their housing under the effect of the centrifugal force of the rotor 1 and this despite the return force exerted by the spring 12 on the magnets 10. A one of the ends of the rotor 1, the magnets 10 are retained by the end portions 124, 124 'of the spring 12 and at the opposite end, the magnets 10 are retained by the cover. Each end part 124, 124 'respectively of an arm 120, 120' also exerts an axial restoring force so as to push back the magnet 10 which is positioned at the end of the cavity 5, 5 'of the rotor 1. Thus , each end portion 124, 124 'acts as a stop preventing the magnets 10 from leaving the cavities 5, 5'. They can also act as a spring pushing the magnet 10 back into its position in the cavity 5, 5 ’. This solution provides better resistance to shocks and vibrations.
Le ressort 12 est dimensionné de telle sorte que la force de rappel exercée par les bosses 125 est suffisamment élevée pour maintenir les aimants 10. Toutefois, dans certaines configurations de chocs ouThe spring 12 is dimensioned so that the restoring force exerted by the bumps 125 is high enough to hold the magnets 10. However, in certain shock configurations or
-10 d’endommagements des pièces, les aimants 10 peuvent être mobiles dans la cavité 5 ou 5’. Le capot permet ainsi d’éviter qu’un aimant 10 ne sorte de son logement. Le capot assure ainsi une certaine sécurité de fonctionnement.-10 damage to the parts, the magnets 10 can be movable in the cavity 5 or 5 ’. The cover thus prevents a magnet 10 from coming out of its housing. The cover thus provides a certain operational safety.
La figure 2A représente une vue de dessus du rotor 1 dans un plan Pc. Le rotor 1 comporte une ouverture axiale centrale 6 permettant le passage d’un arbre d’entrainement non représenté.FIG. 2A represents a top view of the rotor 1 in a plane Pc. The rotor 1 has a central axial opening 6 allowing the passage of a drive shaft, not shown.
Selon un mode de réalisation, des ouvertures 8 sont réalisées pour alléger le poids du rotor 1. En outre, ces ouvertures 8 permettent également le passage de vis pour fixer le capot. Selon le cas d’exemple de la figure 2A, il y a huit ouvertures 8 disposées dans la circonférence d’un cercle intérieur à la section du rotor 1 et entourant l’ouverture axiale centrale 6. La forme des ouvertures 8 peut avoir un profil circulaire, carré, trapézoïdale, de losange ou de parallélépipède.According to one embodiment, openings 8 are made to lighten the weight of the rotor 1. In addition, these openings 8 also allow the passage of screws to fix the cover. According to the example of FIG. 2A, there are eight openings 8 arranged in the circumference of an inner circle in the section of the rotor 1 and surrounding the central axial opening 6. The shape of the openings 8 may have a profile circular, square, trapezoidal, rhombus or parallelepiped.
Selon un mode de réalisation, seules quelques ouvertures 8, par exemple quatre ouvertures 8, sont utilisées pour le passage de vis de fixation. Dans ce cas de figure, les autres ouvertures 8 permettent d’alléger le poids du rotor 1.According to one embodiment, only a few openings 8, for example four openings 8, are used for the passage of fixing screws. In this case, the other openings 8 make it possible to lighten the weight of the rotor 1.
Selon un mode de réalisation, des ouvertures 7 sont réalisées pour le passage d’éléments de fixation pour maintenir la structure du rotor 1. Lorsque ce dernier comprend une pluralité de feuilles de tôles, ces éléments permettent d’assurer une certaine compacité du bâti formant le rotor 1. Selon un exemple de réalisation, des tiges de fixation telles que des rivets sont insérées dans chaque ouverture et traverse la longueur du rotor 1 pour fixer le capot à l’extrémité opposé du rotor 1. Selon le cas d’exemple de la figure 2A, il y a huit ouvertures 7 disposés dans la circonférence d’un cercle intérieur à la section du rotor 1 et entourant l’ouverture axiale centrale 6. La forme des ouvertures 7 peut avoir un profil circulaire, carré, trapézoïdale, de losange ou de parallélépipède.According to one embodiment, openings 7 are made for the passage of fastening elements to maintain the structure of the rotor 1. When the latter comprises a plurality of sheets of sheets, these elements make it possible to ensure a certain compactness of the frame forming the rotor 1. According to an exemplary embodiment, fixing rods such as rivets are inserted in each opening and crosses the length of the rotor 1 to fix the cover to the opposite end of the rotor 1. According to the example of FIG. 2A, there are eight openings 7 arranged in the circumference of an inner circle in the section of the rotor 1 and surrounding the central axial opening 6. The shape of the openings 7 may have a circular, square, trapezoidal profile, of rhombus or parallelepiped.
Selon un exemple de réalisation, le procédé de montage d’une machine tournante électrique comportant un rotor, comprend :According to an exemplary embodiment, the method of mounting an electric rotary machine comprising a rotor, comprises:
- Une insertion d’au moins un ressort bilames 12 dans une encoche {5, 5’}. L’encoche {5, 5’} comporte deux cavités 5, 5’ adjacentes dans lesquelles les deux lames 120, 120’ du ressort 12 sont insérées. Les deux lames 120, 120’- An insertion of at least one bimetal spring 12 in a notch {5, 5 ’}. The notch {5, 5 ’} has two adjacent cavities 5, 5’ in which the two blades 120, 120 ’of the spring 12 are inserted. The two blades 120, 120 ’
-11 forment des bras qui sont insérés jusqu’à un contact du ressort 12 sur la surface transversale du rotor 1, ledit contact assurant une butée. Une portion de connexion 123 reliant les deux bras 120, 120’ comporte un méplat permettant de limiter et contrôler l’insertion des bras dans chaque encoche {5, 5’}.-11 form arms which are inserted up to a contact of the spring 12 on the transverse surface of the rotor 1, said contact providing a stop. A connection portion 123 connecting the two arms 120, 120 ’has a flat surface making it possible to limit and control the insertion of the arms into each notch {5, 5’}.
En outre, le procédé comporte :In addition, the method includes:
- Une insertion d’une pluralité d’aimants 10 dans chaque cavité 5, 5’ du pôle du rotor 1. L’insertion des aimants 10 s’effectue selon un axe parallèle à l’axe îo 2 du rotor 1. Les aimants 10 sont insérés un à un et sont positionnés chacun en vis-à-vis d’une bosse 125 de la lame du ressort 12. Chaque bosse 125 permet d’exercer une force de rappel sur l’aimant 10 pour maintenir des aimants 10 dans une position donnée d’une cavité 5, 5’ de l’encoche.- An insertion of a plurality of magnets 10 in each cavity 5, 5 'of the pole of the rotor 1. The insertion of the magnets 10 takes place along an axis parallel to the axis îo 2 of the rotor 1. The magnets 10 are inserted one by one and are each positioned opposite a bump 125 of the leaf of the spring 12. Each bump 125 makes it possible to exert a restoring force on the magnet 10 to hold magnets 10 in a given position of a cavity 5, 5 'of the notch.
Enfin, le procédé de l’invention comporte :Finally, the method of the invention comprises:
- Une insertion d’une flasque de maintien sur une extrémité du rotor 1 après l’insertion de tous les ressorts 12 et les aimants 10 dans les cavités 5, 5’. La flasque forme un capot permettant de maintenir les ressorts 12 de manière à éviter leur extraction des logements du rotor 1.- An insertion of a retaining flange on one end of the rotor 1 after the insertion of all the springs 12 and the magnets 10 in the cavities 5, 5 ’. The flange forms a cover making it possible to maintain the springs 12 so as to avoid their extraction from the housings of the rotor 1.
Un avantage d’un tel procédé de montage est la rapidité de montage du rotor 1. L’étape conventionnelle de collage des aimants 10 est ainsi supprimée. Le procédé de montage permet également un démontage facilité. En effet, l’extraction des aimants 10 peut se faire aisément en tirant le ressort 12 de l’encoche {5, 5’}. Les opérations de maintenance ou de contrôle sont ainsi facilitées.An advantage of such an assembly method is the speed of assembly of the rotor 1. The conventional step of bonding the magnets 10 is thus eliminated. The assembly process also allows for easy disassembly. Indeed, the extraction of the magnets 10 can be easily done by pulling the spring 12 from the notch {5, 5 ’}. Maintenance or control operations are thus facilitated.
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