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WO2019020490A1 - Rotor de machine électrique tournante muni d'une couche de résine dans les cavités d'aimants permanents - Google Patents

Rotor de machine électrique tournante muni d'une couche de résine dans les cavités d'aimants permanents Download PDF

Info

Publication number
WO2019020490A1
WO2019020490A1 PCT/EP2018/069645 EP2018069645W WO2019020490A1 WO 2019020490 A1 WO2019020490 A1 WO 2019020490A1 EP 2018069645 W EP2018069645 W EP 2018069645W WO 2019020490 A1 WO2019020490 A1 WO 2019020490A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
permanent magnet
cavity
faces
resin layer
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/069645
Other languages
English (en)
Inventor
Michaël HANQUEZ
Hugues Gervais
Virginie Leroy
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
Publication of WO2019020490A1 publication Critical patent/WO2019020490A1/fr

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electric machine rotor with a resin layer in the cavities of permanent magnets.
  • the rotating electrical machines comprise a stator and a rotor secured to a shaft.
  • the rotor may be integral with a driving shaft and / or driven and may belong to a rotating electrical machine in the form of an alternator, an electric motor, or a reversible machine that can operate in both modes.
  • the stator is mounted in a housing configured to rotate the shaft on bearings by bearings.
  • the stator comprises a body constituted by a stack of thin sheets forming a ring, the inner face of which is provided with notches open towards the inside to receive phase windings.
  • phase windings are obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from conductive elements in the form of pins connected together by welding. These windings are polyphase windings connected in star or delta whose outputs are connected to an inverter also operating as a bridge rectifier.
  • the rotor may comprise a body formed by a pack of sheets made of a magnetic material, in particular steel, as well as poles formed by a plurality of permanent magnets housed in cavities of the body.
  • the magnets are poorly plated inside the cavities, which is likely to cause the deterioration of the magnets due to shocks between the magnets and the internal faces of the cavities or between the magnets during the acceleration or deceleration phases of the rotor.
  • the subject of the invention is a rotary electrical machine, in particular for a motor vehicle, comprising:
  • a rotor comprising:
  • a body comprising at least one cavity
  • At least one permanent magnet disposed in the cavity, characterized in that a layer of polymer resin covers at least one face of the permanent magnet so as to be interposed between said face of the permanent magnet and an inner face of the cavity.
  • the invention thus makes it possible, thanks to the presence of the polymer resin layer, to ensure effective mechanical retention of the permanent magnets in the cavities so as to avoid breakage of the magnets during operation of the electric machine at high speed.
  • the resin may cover the faces of the permanent magnets located opposite one another in the cavity to reduce eddy current losses. This improves the electromagnetic performance of the rotating electrical machine.
  • the polymer resin layer covers at least two faces of the permanent magnet, in particular two faces opposite one another. According to one embodiment, the polymer resin layer covers two faces of the permanent magnet, each face extending in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the polymer resin layer covers three, in particular four faces of the permanent magnet, each face extending in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor. In one embodiment, the polymer resin layer covers all the faces of the permanent magnet.
  • a paper web is at least partially coated with the polymeric resin layer. In one embodiment, the paper web is disposed in the cavity.
  • the paper web overlaps at least partially two faces of the magnet, said faces extending in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the paper web covers at least partially three, in particular four faces of the magnet, said faces extending in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the subject of the invention is a method for manufacturing a rotary electrical machine, in particular for a motor vehicle, characterized in that it comprises:
  • the method comprises a step of closing the cavity by placing at least one flange.
  • the covering step is performed by dipping the permanent magnet in a bath of polymer resin.
  • the covering step is performed by spraying polymer resin on the permanent magnet.
  • the recovery step consists in disposing a strip of paper coated at least partially with polymer resin to at least partially cover at least two faces of the permanent magnet, the covered faces being intended to house in the cavity so that after insertion of the magnet, said faces extend in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the covering step consists in disposing a strip of paper coated at least partially with a polymer resin to cover at least partially three, in particular four, faces of the permanent magnet, the covered faces being intended to house in the cavity so that after insertion of the magnet, said faces extend in a plane having an axis parallel to the axis of rotation of the rotor.
  • the strip of paper coated at least partially with polymer resin covers all the faces of the magnet which are intended to lodge in the cavity.
  • the recovery step consists in arranging a strip of paper at least partially coated with polymer resin around the permanent magnet.
  • the paper strip has a U-shape. According to one embodiment, the paper strip is an individual strip disposed around the permanent magnet.
  • the paper strip is disposed around a plurality of permanent magnets intended to be inserted inside the same cavity.
  • the permanent magnet is packaged in the paper web so that the paper web covers all the faces of the permanent magnet.
  • FIG. 2 is a sectional view of the rotating electrical machine according to the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a rotary electric machine rotor according to the present invention without the closing flanges of the cavities receiving the permanent magnets;
  • Figures 4a to 4d are perspective and schematic views of the steps of a first implementation of the method according to the invention
  • Figures 5a to 5d are perspective and schematic views of the steps of a second implementation of the method according to the invention.
  • Figures 6a to 6d are perspective and schematic views of the steps of a third implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 2 shows a rotating electrical machine 10 comprising a stator 1 1 surrounding a rotor 12 mounted on a shaft 13 with the presence of an air gap between the outer periphery of the rotor 12 and the inner periphery of the stator January 1.
  • the stator January 1 is fixedly mounted inside a housing 16 rotating the shaft 13 of the rotor 12.
  • the housing 16 comprises a front bearing 17 and a rear bearing 18 each provided with a housing receiving a bearing 21, in particular a ball bearing, interposed radially between the shaft 13 and the bearing of the corresponding electrical machine.
  • the stator January 1 comprises a body 24 constituted by a stack of thin sheets forming a ring, whose inner face is provided with notches open towards the inside to receive a coil 25.
  • the coil 25 is obtained for example from a continuous wire covered with enamel or from conductive elements in the form of pins connected together by welding.
  • the winding comprises polyphase windings connected in star or delta whose outputs are connected to a bridge rectifier.
  • the rotor 12 comprises a body 28 formed by a bundle of sheets made of a magnetic material, in particular steel, as well as a plurality of permanent magnets 29 intended to be housed. in the cavities 30 of the rotor body 28.
  • the sheets of the body 28 can be held by means of rivets 33 passing axially through the rotor 12 through holes provided for this purpose. Alternatively, the sheets are held together by gluing, welding, or buttoning.
  • the rotor body 28 has a central opening 35 for the passage of the shaft 13 extending along the axis X.
  • the shaft 13 can be force-fitted inside the opening 35 to link in rotation the rotor body 28 with the shaft 13.
  • the rotor body 28 has recesses 36 for lightening the rotor 12.
  • the cavities 30 extend longitudinally in a direction D1.
  • the cavities 30 may be axially through or blind configuration, that is to say they open on one axial side of the body.
  • the magnetic poles of the rotor 12 are each formed by the magnets 29 housed in two adjacent cavities 30 forming a V in the orthogonal plane P.
  • the cavities 30 extend in a radial or orthoradial direction with respect to the X axis .
  • Each cavity 30 receives a plurality of magnets 29 stacked axially on each other.
  • each cavity 30 receives six magnets 29 of parallelepipedal shape.
  • the number of magnets 29 may of course be different.
  • a single magnet 29 may also be inserted inside each cavity 30.
  • the permanent magnets 29 may be made of rare earth or ferrite depending on the applications and the desired power of the machine.
  • a polymer resin layer 38 covers at least one face of the permanent magnet 29 so as to be interposed between said face of the magnet 29 and an inner face of the cavity 30.
  • the resin layer 38 covers at least two faces of the magnet 29, in particular two faces opposite to each other.
  • the resin layer 38 covers all the faces of each permanent magnet 29.
  • the magnets 29 are dipped in a bath of polymer resin 40 very little or not polymerized. This makes it possible to cover all the faces of the magnets 29 with a resin layer 38. Alternatively, the magnets 29 are covered with a layer of resin 38 by spraying a polymer resin.
  • a series of magnets 29 stacked axially on each other and covered with resin are inserted in a cavity 30 of the rotor body 28.
  • closure flanges 42 are placed on the axial end faces of the rotor body 28 in order to close the ends of the cavities 30.
  • fixing members 43 such as clamping screws, are inserted at the end of the opening.
  • the fastening screws 43 thus pass right through the assembly formed by the rotor body 28 and the flanges 42.
  • Locking nuts 44 enable the fixing holes 43 to be inserted into the flanges 42 and the rotor body 28. to lock the set.
  • the closing flanges 42 are made of a non-magnetic material having high mechanical rigidity, for example non-magnetic steel or aluminum. These flanges 42 may further ensure a balancing of the rotor 12 while allowing good retention of the magnets 29 within their cavity 30.
  • the balancing can be done by adding or removing material. The removal of material may be carried out by machining raised studs 46, whereas the addition of material may be performed by implanting elements in openings provided for this purpose and distributed along the circumference of the flange 42.
  • a heating step of the rotor 12 is carried out so as to polymerize the resin 38 situated inside the cavities 30. For this purpose, the rotor 12 is placed inside an oven. The temperature is chosen to be lower than the temperature likely to alter the magnetization of the permanent magnets 29.
  • a polymerized resin layer 38 is interposed between the faces of the magnets 29 and the internal faces of the cavity 30, which makes it possible to ensure efficient mechanical retention of the magnets 29 inside the cavities 30.
  • a resin layer 38 is disposed between the faces facing two magnets 29 located in the same cavity 30 reduces the eddy current losses.
  • FIGS. 5a to 5d illustrate an alternative embodiment of the manufacturing method of the rotor 12 with permanent magnets according to the invention.
  • a strip of paper 50 at least partially coated with polymer resin is placed around an axial stack of permanent magnets 29. More precisely, the paper strip 50 is folded into U-shaped so as to have two walls 51, 52 covering the longer sides of the stack of magnets 29 opposite one another, and a connecting wall 53 covering an end face stack of magnets 29.
  • a third step shown in FIG. 5c the closing flanges 42 are placed on the axial end faces of the rotor body 28 in order to close the ends of the cavities 30.
  • fixing members 43 such as clamping screws
  • the clamping screws 43 thus pass right through the assembly formed by the rotor body 28 and the flanges 42.
  • Clamping nuts 44 make it possible to lock the assembly.
  • a heating step of the rotor 12 is carried out so as to polymerize the resin impregnating the paper strips 50.
  • the rotor 12 is placed inside an oven. The temperature is chosen to be lower than the temperature likely to alter the magnetization of the permanent magnets 29.
  • a polymerized resin layer 38 corresponding to the resin impregnating the paper strips 50 is interposed between the larger faces of the permanent magnets 29 and the internal faces of the cavity 30, which makes it possible to maintain effective magnets inside cavities 30.
  • FIGS. 6a to 6d illustrate an alternative embodiment of the manufacturing method of the rotor 12 with permanent magnets according to the invention.
  • a strip of paper 50 'coated at least partially with polymer resin is disposed around each magnet 29 located in the axial stack of magnets 29.
  • each magnet 29 may be packaged in a paper strip 50', so that the paper strip 50 'covers all the faces by folding. of the magnet 29.
  • the closure flanges 42 are put in place on the axial end faces of the rotor body 28 in order to close the ends of the cavities 30.
  • fixing members 43 such as clamping screws, are inserted inside fixing holes formed in the flanges 42 and the rotor body 28. The screws In this way, the entire assembly formed by the rotor body 28 and the flanges 42 are completely traversed by the clamping members 42. Locking nuts 44 make it possible to lock the assembly.
  • a heating step of the rotor 12 is carried out so as to polymerize the resin impregnating the paper.
  • the rotor 12 is placed inside an oven.
  • the temperature is chosen to be lower than the temperature likely to alter the magnetization of the permanent magnets 29.
  • a polymerized resin layer 38 corresponding to the resin impregnating the paper strips 50 ' is interposed between the larger faces of the permanent magnets 29 and the internal faces of the cavity 30, which ensures a effective maintenance of the magnets inside the cavities 30.
  • a single flange 42 is sufficient to close the cavities 30 before performing the heating step.
  • the paper web 50, 50 ' is perforated to optimize the impregnating effect of the resin.
  • the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the invention which would not be overcome by replacing the different elements by any other equivalent.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante (10), notamment pour véhicule automobile, comportant: - un stator (11), - un rotor (12) comportant: - un corps (28) comportant au moins une cavité (30), - au moins un aimant permanent (29) disposé dans la cavité, caractérisée en ce qu'une couche de résine (38) polymère recouvre au moins une face de l'aimant permanent (29) de sorte à être interposée entre ladite face de l'aimant permanent (29) et une face interne de la cavité (30).

Description

ROTOR DE MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE MUNI D'UNE COUCHE DE RÉSINE DANS LES CAVITÉS D'AIMANTS PERMANENTS
La présente invention porte sur un rotor de machine électrique tournante muni d'une couche de résine dans les cavités d'aimants permanents. De façon connue en soi, les machines électriques tournantes comportent un stator et un rotor solidaire d'un arbre. Le rotor pourra être solidaire d'un arbre menant et/ou mené et pourra appartenir à une machine électrique tournante sous la forme d'un alternateur, d'un moteur électrique, ou d'une machine réversible pouvant fonctionner dans les deux modes. Le stator est monté dans un carter configuré pour porter à rotation l'arbre sur des paliers par l'intermédiaire de roulements. Le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase. Les enroulements de phase sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage. Ces enroulements sont des enroulements polyphasés connectés en étoile ou en triangle dont les sorties sont reliées à un onduleur fonctionnant également en pont redresseur. Par ailleurs, le rotor peut comporter un corps formé par un paquet de tôles réalisé dans un matériau magnétique, notamment en acier, ainsi que des pôles formés par une pluralité d'aimants permanents logés dans des cavités du corps.
Compte tenu des tolérances de fabrication des différentes pièces, il est possible que les aimants soient mal plaqués à l'intérieur des cavités, ce qui est susceptible d'engendrer la détérioration des aimants du fait des chocs entre les aimants et les faces internes des cavités ou entre les aimants lors des phases d'accélération ou de décélération du rotor.
Comme cela est illustré sur la figure 1 , afin de compenser les jeux de montage, il est connu d'insérer dans chaque cavité 2 prévue pour accueillir les aimants 3, un ressort 4 exerçant une force de maintien sur les aimants 3 correspondants. Un flasque 5 assurant la fermeture des cavités peut également être utilisé pour réaliser un équilibrage du rotor. On pourra se référer au document WO131751 17 pour plus de détails sur ce dispositif.
L'invention vise à proposer une solution alternative à l'utilisation des ressorts. A cet effet, l'invention a pour objet une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, comportant:
- un stator,
- un rotor comportant:
- un corps comportant au moins une cavité,
- au moins un aimant permanent disposé dans la cavité, caractérisée en ce qu'une couche de résine polymère recouvre au moins une face de l'aimant permanent de sorte à être interposée entre ladite face de l'aimant permanent et une face interne de la cavité.
L'invention permet ainsi, grâce à la présence de la couche de résine polymère, d'assurer un maintien mécanique efficace des aimants permanents dans les cavités de manière à éviter la casse des aimants lors du fonctionnement de la machine électrique à grande vitesse. En outre, la résine pourra recouvrir les faces des aimants permanents situées en vis-à- vis l'une de l'autre dans la cavité afin de réduire les pertes par courants de Foucault. On améliore ainsi les performances électromagnétiques de la machine électrique tournante.
Selon une réalisation, la couche de résine polymère recouvre au moins deux faces de l'aimant permanent, notamment deux faces opposées l'une par rapport à l'autre. Selon une réalisation, la couche de résine polymère recouvre deux faces de l'aimant permanent, chaque face s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Selon une réalisation, la couche de résine polymère recouvre trois, notamment quatre faces de l'aimant permanent, chaque face s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor. Selon une réalisation, la couche de résine polymère recouvre toutes les faces de l'aimant permanent.
Selon une réalisation, une bande de papier est enduite au moins partiellement de la couche de résine polymère. Selon une réalisation, la bande de papier est disposée dans la cavité.
Selon une réalisation, la bande de papier recouvre au moins partiellement deux faces de l'aimant, lesdites faces s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Selon une réalisation, la bande de papier recouvre au moins partiellement trois, notamment quatre faces de l'aimant, lesdites faces s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape de recouvrement d'au moins une face d'un aimant permanent par une couche de résine polymère,
- une étape d'insertion de l'aimant permanent dans une cavité d'un rotor, de sorte que la couche de résine est interposée entre ladite face de l'aimant permanent et une face interne de la cavité, et
- une étape de chauffage du rotor de manière à polymériser la résine polymère.
Selon une mise en œuvre, préalablement à l'étape de chauffage, le procédé comporte une étape de fermeture de la cavité par mise en place d'au moins un flasque. Selon une mise en œuvre, l'étape de recouvrement est effectuée par trempage de l'aimant permanent dans un bain de résine polymère.
Selon une mise en œuvre, l'étape de recouvrement est effectuée par pulvérisation de résine polymère sur l'aimant permanent. Selon une mise en œuvre, l'étape de recouvrement consiste à disposer une bande de papier enduite au moins partiellement de résine polymère pour recouvrir au moins partiellement, au moins deux faces de l'aimant permanent, les faces recouvertes étant destinées à loger dans la cavité de sorte qu'après insertion de l'aimant, lesdites faces s'étendent dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Selon une mise en œuvre, l'étape de recouvrement consiste à disposer une bande de papier enduite au moins partiellement de résine polymère pour recouvrir au moins partiellement, trois, notamment quatre faces de l'aimant permanent, les faces recouvertes étant destinées à loger dans la cavité de sorte qu'après insertion de l'aimant, lesdites faces s'étendent dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
Selon une mise en œuvre, la bande de papier enduite au moins partiellement de résine polymère recouvre toutes les faces de l'aimant qui sont destinées à loger dans la cavité.
Selon une mise en œuvre, l'étape de recouvrement consiste à disposer une bande de papier enduite au moins partiellement de résine polymère autour de l'aimant permanent.
Selon une mise en œuvre, la bande de papier présente une forme en U. Selon une mise en œuvre, la bande de papier est une bande individuelle disposée autour de l'aimant permanent.
Selon une mise en œuvre, la bande de papier est disposée autour d'une pluralité d'aimants permanents destinés à être insérés à l'intérieur d'une même cavité. Selon une mise en œuvre, l'aimant permanent est emballé dans la bande de papier) de sorte que la bande de papier recouvre toutes les faces de l'aimant permanent.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. La figure 1 , déjà décrite, est une vue en perspective éclatée d'un rotor muni de ressorts de maintien selon l'état de la technique;
La figure 2 est une vue en coupe de la machine électrique tournante selon la présente invention; La figure 3 est une vue en perspective d'un rotor de machine électrique tournante selon la présente invention sans les flasques de fermeture des cavités recevant les aimants permanents ;
Les figures 4a à 4d sont des vues en perspective et schématiques des étapes d'une première mise en œuvre du procédé selon l'invention; Les figures 5a à 5d sont des vues en perspective et schématiques des étapes d'une deuxième mise en œuvre du procédé selon l'invention;
Les figures 6a à 6d sont des vues en perspective et schématiques des étapes d'une troisième mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
La figure 2 montre une machine électrique tournante 10 comportant un stator 1 1 entourant un rotor 12 monté sur un arbre 13 avec présence d'un entrefer entre la périphérie externe du rotor 12 et la périphérie interne du stator 1 1 . Le stator 1 1 est monté fixe à l'intérieur d'un carter 16 portant à rotation l'arbre 13 du rotor 12. A cet effet, le carter 16 comporte un palier avant 17 et un palier arrière 18 munis chacun d'un logement de réception d'un roulement 21 , notamment un roulement à billes, intercalé radialement entre l'arbre 13 et le palier de la machine électrique correspondant.
Le stator 1 1 comporte un corps 24 constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir un bobinage 25. Le bobinage 25 est obtenu par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage. Le bobinage comporte des enroulements polyphasés connectés en étoile ou en triangle dont les sorties sont reliées à un pont redresseur. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 3, le rotor 12 comporte un corps 28 formé par un paquet de tôles réalisé dans un matériau magnétique, notamment en acier, ainsi qu'une pluralité d'aimants permanents 29 destinés à être logés dans des cavités 30 du corps de rotor 28. Les tôles du corps 28 pourront être maintenues au moyen de rivets 33 traversant axialement le rotor 12 de part en part via des trous prévus à cet effet. En variante, les tôles sont maintenues entre elles par collage, soudage, ou boutonnage.
Le corps de rotor 28 comporte une ouverture centrale 35 pour le passage de l'arbre 13 s'étendant suivant l'axe X. L'arbre 13 peut être emmanché en force à l'intérieur de l'ouverture 35 pour lier en rotation le corps de rotor 28 avec l'arbre 13. Dans sa partie centrale, le corps de rotor 28 comporte des évidements 36 pour alléger le rotor 12.
Plus précisément, dans un plan de coupe P orthogonal à l'axe X, les cavités 30 s'étendent longitudinalement suivant une direction D1 . Les cavités 30 pourront être axialement traversantes ou de configuration borgne, c'est à dire qu'elles débouchent d'un seul côté axial du corps. Les pôles magnétiques du rotor 12 sont formés chacun par les aimants 29 logés dans deux cavités 30 adjacentes formant un V dans le plan orthogonal P. En variante, les cavités 30 s'étendent suivant une direction radiale ou orthoradiale par rapport à l'axe X.
Chaque cavité 30 reçoit une pluralité d'aimants 29 empilés axialement les uns sur les autres. En l'occurrence, chaque cavité 30 reçoit six aimants 29 de forme parallélépipédique. En variante, le nombre d'aimants 29 pourra bien entendu être différent. Un aimant 29 unique peut également être inséré à l'intérieur de chaque cavité 30. Les aimants permanents 29 peuvent être réalisés en terre rare ou en ferrite selon les applications et la puissance recherchée de la machine.
En outre, une couche de résine 38 polymère recouvre au moins une face de l'aimant permanent 29 de sorte à être interposée entre ladite face de l'aimant 29 et une face interne de la cavité 30. Avantageusement, la couche de résine 38 recouvre au moins deux faces de l'aimant 29, notamment deux faces opposées l'une par rapport à l'autre. Suivant un mode de réalisation préférentiel, la couche de résine 38 recouvre toutes les faces de chaque aimant permanent 29.
On décrit ci-après, en référence avec les figures 4a à 4d, une première mise en œuvre du procédé selon l'invention permettant de réaliser le rotor 12 à aimants permanents selon l'invention.
Au cours d'une première étape représentée sur la figure 4a, les aimants 29 sont trempés dans un bain de résine polymère 40 très peu ou pas polymérisée. Cela permet de recouvrir l'ensemble des faces des aimants 29 d'une couche de résine 38. Alternativement, les aimants 29 sont recouverts d'une couche de résine 38 par pulvérisation de résine polymère.
Dans une deuxième étape représentée sur la figure 4b, une série d'aimants 29 empilés axialement les uns sur les autres et recouverts de résine sont insérés dans une cavité 30 du corps de rotor 28. Dans une troisième étape représentée sur la figure 4c, les flasques de fermeture 42 sont mis en place sur les faces d'extrémité axiales du corps de rotor 28 afin de fermer les extrémités des cavités 30. A cet effet, des organes de fixation 43, tels que des vis de serrage, sont insérés à l'intérieur de trous de fixation ménagés dans les flasques 42 et le corps de rotor 28. Les vis de serrage 43 traversent ainsi de part en part l'ensemble formé par le corps de rotor 28 et les flasques 42. Des écrous de serrage 44 permettent de verrouiller l'ensemble.
Avantageusement, les flasques de fermeture 42 sont réalisés dans un matériau non magnétique présentant une grande rigidité mécanique, par exemple en acier amagnétique ou en aluminium. Ces flasques 42 peuvent en outre assurer un équilibrage du rotor 12 tout en permettant un bon maintien des aimants 29 à l'intérieur de leur cavité 30. L'équilibrage peut être effectué par ajout ou retrait de matière. Le retrait de matière peut être effectué par usinage de plots saillants référencés 46, tandis que l'ajout de matière peut être effectué en implantant des éléments dans des ouvertures prévues à cet effet et réparties suivant la circonférence du flasque 42. Dans une quatrième étape représentée à la figure 4d, on réalise une étape de chauffage du rotor 12 de manière à polymériser la résine 38 située à l'intérieur des cavités 30. A cet effet, le rotor 12 est placé à l'intérieur d'un four. La température est choisie de façon à être inférieure à la température susceptible d'altérer l'aimantation des aimants permanents 29.
A la fin du procédé, une couche de résine 38 polymérisée est interposée entre les faces des aimants 29 et les faces internes de la cavité 30, ce qui permet d'assurer un maintien mécanique efficace des aimants 29 à l'intérieur des cavités 30. En outre, le fait qu'une couche de résine 38 soit disposée entre les faces en vis-à-vis de deux aimants 29 situés dans une même cavité 30 permet de réduire les pertes par courants de Foucault.
Les figures 5a à 5d illustrent une variante de mise en œuvre du procédé de fabrication du rotor 12 à aimants permanents selon l'invention.
Au cours d'une première étape représentée sur la figure 5a, une bande de papier 50 enduite au moins partiellement de résine polymère est disposée autour d'un empilement axial d'aimants permanents 29. Plus précisément, la bande de papier 50 est pliée en forme de U de manière à présenter deux parois 51 , 52 recouvrant les plus grands côtés de l'empilement d'aimants 29 opposés l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'une paroi de liaison 53 recouvrant une face d'extrémité de l'empilement d'aimants 29.
Dans une deuxième étape représentée sur la figure 5b, l'ensemble formé par la bande de papier 50 imprégnée et la série d'aimants empilés 29 recouverts par la bande 50 est inséré dans une cavité 30 correspondante du rotor 12.
Dans une troisième étape représentée sur la figure 5c, les flasques de fermeture 42 sont mis en place sur les faces d'extrémité axiales du corps de rotor 28 afin de fermer les extrémités des cavités 30. A cet effet, des organes de fixation 43, tels que des vis de serrage, sont insérés à l'intérieur de trous de fixation ménagés dans les flasques 42 et le corps de rotor 28. Les vis de serrage 43 traversent ainsi de part en part l'ensemble formé par le corps de rotor 28 et les flasques 42. Des écrous de serrage 44 permettent de verrouiller l'ensemble. Dans une quatrième étape représentée à la figure 5d, on réalise une étape de chauffage du rotor 12 de manière à polymériser la résine imprégnant les bandes de papier 50. A cet effet, le rotor 12 est placé à l'intérieur d'un four. La température est choisie de façon à être inférieure à la température susceptible d'altérer l'aimantation des aimants permanents 29.
A la fin du procédé, une couche de résine 38 polymérisée correspondant à la résine imprégnant les bandes de papier 50 est interposée entre les plus grandes faces des aimants permanents 29 et les faces internes de la cavité 30, ce qui permet d'assurer un maintien efficace des aimants à l'intérieur des cavités 30.
Les figures 6a à 6d illustrent une variante de mise en œuvre du procédé de fabrication du rotor 12 à aimants permanents selon l'invention.
Au cours d'une première étape représentée sur la figure 6a, une bande de papier 50' enduite au moins partiellement de résine polymère est disposée autour de chaque aimant 29 situé dans l'empilement axial d'aimants 29.
Plus précisément, la bande de papier individuelle 50' est pliée en forme de U de manière à présenter deux parois 51 ', 52' recouvrant les plus grands côtés de chaque aimant 29 opposés l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'une paroi de liaison 53' recouvrant une face d'extrémité de l'aimant 29. En variante, chaque aimant 29 pourra être emballé dans une bande de papier 50', de sorte que la bande de papier 50' recouvre par pliage toutes les faces de l'aimant 29.
Dans une deuxième étape représentée sur la figure 6b, l'ensemble formé par la série d'aimants 29 recouverts chacun d'une bande 50' et empilés axialement les uns sur les autres est inséré dans une cavité 30 correspondante du rotor 12.
Dans une troisième étape représentée sur la figure 6c, les flasques de fermeture 42 sont mis en place sur les faces d'extrémité axiales du corps de rotor 28 afin de fermer les extrémités des cavités 30. A cet effet, des organes de fixation 43, tels que des vis de serrage, sont insérés à l'intérieur de trous de fixation ménagés dans les flasques 42 et le corps de rotor 28. Les vis de serrage 43 traversent ainsi de part en part l'ensemble formé par le corps de rotor 28 et les flasques 42. Des écrous de serrage 44 permettent de verrouiller l'ensemble.
Dans une quatrième étape représentée à la figure 6d, on réalise une étape de chauffage du rotor 12 de manière à polymériser la résine imprégnant le papier. A cet effet, le rotor 12 est placé à l'intérieur d'un four. La température est choisie de façon à être inférieure à la température susceptible d'altérer l'aimantation des aimants permanents 29.
A la fin du procédé, une couche de résine 38 polymérisée correspondant à la résine imprégnant les bandes de papier 50' est interposée entre les plus grandes faces des aimants permanents 29 et les faces internes de la cavité 30, ce qui permet d'assurer un maintien efficace des aimants à l'intérieur des cavités 30. En outre, il existe une couche de résine 38 disposée entre les faces en vis-à-vis de deux aimants 29 situés dans une même cavité 30, ce qui permet de réduire les pertes par courants de Foucault.
Dans le cas où les cavités 30 sont borgnes, un seul flasque 42 suffit pour fermer les cavités 30 avant de réaliser l'étape de chauffage.
En variante, la bande de papier 50, 50' est perforée afin d'optimiser l'effet d'imprégnation de la résine. Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine électrique tournante (10), notamment pour véhicule automobile, comportant:
- un stator (1 1 ),
- un rotor (12) comportant:
- un corps (28) comportant au moins une cavité (30),
- au moins un aimant permanent (29) disposé dans la cavité (30),
caractérisée en ce qu'une couche de résine (38) polymère recouvre au moins une face de l'aimant permanent (29) de sorte à être interposée entre ladite face de l'aimant permanent (29) et une face interne de la cavité (30).
2. Machine électrique tournante selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la couche de résine (38) polymère recouvre trois, notamment quatre faces de l'aimant permanent (29), chaque face s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor (12).
3. Machine électrique tournante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une bande de papier (50) est enduite au moins partiellement de la couche de résine (38) polymère.
4. Machine électrique tournante selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bande de papier (50) recouvre au moins partiellement trois, notamment quatre faces de l'aimant, lesdites faces s'étendant dans un plan comportant un axe parallèle à l'axe de rotation du rotor.
5. Procédé de fabrication d'une machine électrique tournante (10), notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape de recouvrement d'au moins une face d'un aimant permanent (29) par une couche de résine (38) polymère,
- une étape d'insertion de l'aimant permanent (29) dans une cavité (30) d'un rotor (12), de sorte que la couche de résine (38) est interposée entre ladite face de l'aimant permanent (29) et une face interne de la cavité (30), et - une étape de chauffage du rotor (12) de manière à polymériser la résine polymère.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape de chauffage, le procédé comporte une étape de fermeture de la cavité (30) par mise en place d'au moins un flasque (42).
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'étape de recouvrement consiste à disposer une bande de papier (50, 50') enduite au moins partiellement de résine polymère autour de l'aimant permanent (29).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bande de papier (50') est une bande individuelle disposée autour de l'aimant permanent (29).
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la bande de papier (50) est disposée autour d'une pluralité d'aimants permanents (29) destinés à être insérés à l'intérieur d'une même cavité (30).
10. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'aimant permanent (29) est emballé dans la bande de papier (50') de sorte que la bande de papier (50') recouvre toutes les faces de l'aimant permanent (29).
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