Fixation of buried and surface mounted magnets in high-speed permanent magnet synchronous motors

Auteurs : Andreas Binder, Tobias Schneider, Markus Klohr
Laboratoire : Department of Electrical Energy Conversion Darmstadt University of Technology

http://b-dig.iie.org.mx/BibDig/P07-0007/DATA/05IAS_79P4.PDF

Intérêt : Etude de la tenue mécanique des aimants permanents au rotor d’une machine synchrone

Résumé :

Dans cet article, les auteurs présentent les limites mécaniques de 3 rotors de machines synchrones à aimants permanents haute vitesse. Les trois rotors sont présentés aux figures 2, 8 et 10 reproduites ci-dessus.

Différents calculs permettent de déterminer la vitesse de rotation maximale, limitée par la tenue mécanique soit de la frette (époxy ou carbone) soit des tôles magnétiques.

Les trois machines sont présentées avec leurs dimensions.

Les formulations et les calculs par EF sont utilisables et permettent de comprendre pour quel raisons la MS avec AP ‘’burried’’ possède une vitesse de rotation limite (»20 000 tr/min), alors que la M1, cette vitesse est d’environ de 35 000 tr/min et pour la M2, elle est de 48 000 tr/min.

Il est à noter qu’une température du rotor de 150 °C est la limite supérieure pour la frette et pour les aimants (démagnétisation).

Références bibliographiques 

[1] TENAX FIBRES: Product Properties, Wuppertal, Germany, 1998

[2] Klohr, M.; Binder, A.: Design of Carbon Fiber Bandages for High Speed Permanent Magnet Rotors, Proceedings of the Symposium SPEEDAM-2002, Ravello, Italy.

[4] Binder, A.; Klohr, M.; Schneider, T.: Losses in High Speed Permanent Magnet Motor with Magnetic Levitation for 40000/min, 40 kW, Proc. ICEM-2004, Krakow, Poland, Vol.1, p. 93-94.

[5] Lovelace, E.; Jahns, T.; Keim, T.; Lang, J.: Mechanical Design Considerations for Conventionally Laminated, High-Speed, Interior PM Synchronous Machine Rotors, IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol. 40, No. 3, p. 806 – 812, May/June 2004

[7] Honda, Y.; Yokote, S.; Higaki, T.; Takeda, Y: Using the Halbach Magnet Array to Develop an Ultrahigh-Speed Spindle Motor for Machine Tools, IAS Annual Meeting, October 5-9 1997, p. 56-60.