FR2911017A1 - Dispositif de redressement de courant pour machine electrique tournante comportant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Le dispositif de redressement de courant pour machine électrique tournante dotée d'ouvertures de passage (51) d'un fluide de refroidissement, comporte au moins un module (100) comprenant une plaque (10) portant des élément de redressement de courant (93, 94) d'une phase de la machine, la plaque (10) du module (100) étant prolongée par un dissipateur de chaleur (16) solidaire de la plaque et destiné à recouvrir au moins partiellement une ouverture de passage (51) de la machine électrique tournante ; les éléments de redressement de courant (93, 94) et le dissipateur de chaleur s'étendent de part et d'autre de la plaque (10).La machine comporte un tel dispositif de redressement.Application : alternateur de véhicule automobile à ventilation interne

Description

1 Dispositif de redressement de courant pour machine électrique tournante

et machine électrique tournante comportant un tel dispositif Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de redressement de courant pour machine électrique tournante dotée d'ouvertures de passage d'un flux de refroidissement, tel que de l'air, et une machine électrique tournante , notamment un alternateur de véhicule automobile à ventilation interne, comportant un tel dispositif de redressement.

Etat de la technique

Un tel dispositif et une telle machine sont décrits dans le document WO 15 03/009452 (FR 2 827 437). Dans ce document la machine électrique tournante est un alternateur polyphasé pour véhicule automobile comportant un carter portant un stator entourant un rotor solidaire d'un arbre monté rotatif dans le carter. Le carter comporte au moins un palier avant et un palier arrière portant chacun 20 centralement un moyen de palier, tel qu'un roulement à billes, pour montage rotatif de l'arbre du rotor. Le rotor est un rotor à griffes ou un rotor à pôles saillants. Au moins un bobinage d'excitation est associé à ce rotor de préférence en matière ferromagnétique. 25 Le stator comporte un corps sous la forme d'un paquet de tôles portant un bobinage de stator polyphasé. Le bobinage est dans un mode de réalisation à segments conducteurs, en variante à fil continu. Chaque phase du stator et donc de la machine comporte au moins un enroulement. 30 Le bobinage d'excitation est dans un mode de réalisation relié par des liaisons filaires à des bagues collectrices solidaires de l'extrémité arrière de l'arbre du rotor. Des balais sont admis à frotter sur les bagues. Ces balais sont portés par un porte balais le plus souvent solidaire d'un régulateur de tension.

Dans un autre mode réalisation le bobinage d'excitation est fixe, l'alternateur étant sans balais. Les extrémités des phases du stator sont reliées à un dispositif de redressement de courant porté par le palier arrière. Un capot de protection coiffe le dispositif de redressement et est solidaire du palier arrière. L'ensemble dispositif de redressement palier arrière constitue un agencement de redressement. Le capot et le palier arrière sont ajourés pour circulation d'un fluide de refroidissement, tel que de l'air, à l'intérieur du carter de la machine.

Le palier arrière a une forme creuse et comporte un fond, globalement d'orientation transversale par rapport à l'axe de l'alternateur confondu avec l'axe de l'arbre du rotor. Le fond du palier arrière comporte des ouvertures de passage de l'air. Cette circulation de l'air est réalisée à l'aide d'au moins un ventilateur. Ce ventilateur est dans un mode de réalisation un ventilateur solidaire du rotor. En variante le ventilateur est un ventilateur externe adjacent au palier avant également ajouré. Ainsi qu'on le sait lorsque le bobinage d'excitation du rotor est alimenté électriquement et que l'arbre du rotor tourne, le rotor est magnétisé et un courant alternatif induit est engendré dans le bobinage du stator. Ce courant induit est redressé en un courant continu par le dispositif de redressement de courant pour notamment recharger la batterie du véhicule et alimenter les consommateurs du réseau de bord du véhicule en courant continu.

La circulation de l'air engendré par la rotation du ou des ventilateurs permet de refroidir le dispositif de redressement ainsi que le bobinage du stator.

Dans le document WO 03/009452 le dispositif de redressement de courant comporte des diodes qui sont dotées d'une embase, appelée culot, comportant une partie principale massive prolongée axialement par un socle présentant à son extrémité libre une face de fixation pour un élément semi conducteur intercalé entre le socle et la tête d'un élément de connexion en forme de fil rigide appelé queue de diode ou axe de la diode. De la résine enrobe la tête de

3 la queue de la diode et l'élément semi conducteur. Cette résine est solidaire du culot de la diode.

Le dispositif de redressement de courant, porté par le palier arrière, comporte : - une pluralité de diodes positives supportées par un support positif portant des ailettes de refroidissement ; - une pluralité de diodes négatives supportées par le fond du palier arrière ; - un connecteur pour relier les queues des diodes au sorties des phases du stator.

Les diodes constituent des éléments de redressement de courant. Dans un autre mode de réalisation sont remplacées par des transistors du type MOSFET.

Le support positif et le palier arrière sont métalliques, tandis que le connecteur comporte un corps en matière plastique dans lequel sont noyées des traces électriquement conductrices dénudées par endroit pour réaliser notamment les liaisons électriques avec les queues des diodes positives et négatives. Comme visible notamment à la figure 5 de ce document WO 03/009452 les diodes s'étendent parallèlement à l'axe de l'alternateur et le connecteur est implanté radialement au dessus du support positif porté à isolation électrique par le palier arrière. Cet agencement donne satisfaction.

Dans un autre mode de réalisation décrit dans le document FR 2 729 802 les 25 diodes ne comportent pas de queues. Comme visible à la figure 1 qui est une vue de face d'un agencement de redressement pour un alternateur de véhicule automobile sans le capot de l'alternateur, on a proposé dans ce document de monter les diodes positives 20 et les diodes négatives 30 sur des plaquettes de refroidissement 10. 30 Dans cette figure 1 ont voit en 50 le palier arrière de l'alternateur, en 40 des pièces électriquement isolantes pour isoler les plaquettes 10 du palier 50, en 70 la borne, dite borne B+, de l'alternateur, qui correspond à la sortie redressée de l'alternateur destinée à être reliée via un câble à la borne positive de la

4 batterie, en 80 des languettes, en 90 les vis de fixation des plaquettes 10 sur le fond du palier 50, en 14 l'ensemble régulateur porte-balais , en 51 les ouvertures de passage de l'air et en 52 l'âme cylindrique délimitant intérieurement les ouvertures 51.

Chaque plaquette 10 est connectée via une liaison 11 à l'une des sorties de phase du bobinage du stator et est en contact avec l'anode de la diode positive 20, qu'elle porte, ainsi qu'avec la cathode de sa diode négative 30. La liaison 11 traverse la plaquette 10 à la faveur d'un orifice 12 de celle-ci. Pour plus de précisions on se reportera à ce document FR 2 729 802.

Cette disposition permet de laisser libre les ouvertures de passage d'air et de créer des modules sous la forme de plaquettes portant les diodes positives et négatives.

Dans les deux modes de réalisations précitées les diodes sont d'orientation axiale par rapport à l'axe de symétrie axial du palier de l'alternateur.

Néanmoins un problème se pose dans ces modes de réalisation précités car l'alternateur est implanté sous le capot moteur au voisinage du moteur thermique du véhicule automobile. En effet compte tenu de l'évolution des moteurs thermiques des véhicules de plus en plus confinés, la température ambiante sous le capot moteur augmente de plus en plus. Dans certains cas cette température ambiante peut atteindre 140 . 25 Il est donc souhaitable de pouvoir adapter ces dispositifs de redressement de courant précités à ces températures plus élevées. Il est également souhaitable d'augmenter la puissance de la machine électrique tournante. Objet de l'invention La présente invention a pour objet de répondre à ces souhaits. 30 Un but de la présente invention est donc de créer un agencement de redressement travaillant à des températures ambiantes plus élevées.

5 Un autre but de l'invention est d'augmenter la puissance de la machine.

Suivant l'invention un dispositif de redressement de courant pour machine électrique tournante dotée d'ouvertures de passage d'un fluide de refroidissement, notamment pour un alternateur de véhicule automobile à ventilation interne, comportant au moins un module comprenant une plaque portant des élément de redressement de courant d'une phase de la machine est caractérisé en ce que la plaque du module est prolongée par un dissipateur de chaleur solidaire de la plaque et destiné à recouvrir au moins partiellement une ouverture de passage de la machine électrique tournante et en ce que les éléments de redressement de courant et le dissipateur de chaleur s'étendent de part et d'autre de la plaque . Suivant l'invention une machine électrique tournante, notamment alternateur de véhicule automobile à ventilation interne du type sus indiqué, est caractérisé le fond du palier porte à l'extérieur des ouvertures et à isolation électrique un dispositif de redressement de courant selon l'invention.

Grâce à l'invention les éléments de redressement de courant sont bien refroidis puisque le dissipateur prolonge transversalement vers l'intérieur la plaque et est implanté dans le flux du fluide de refroidissement, tel que de l'air.

Les éléments de redressement de courant ont en outre un axe de symétrie qui s'étend transversalement en sorte que cela permet de réduire l'encombrement axial de la machine.

Grâce à l'invention on peut standardiser le palier de la machine. Le dissipateur est dans un mode de réalisation doté d'ailettes.30

6 Ces ailettes s'étendent dans un mode de réalisation globalement perpendiculairement aux éléments semi-conducteurs des éléments de redressement de courant.

Le fond des éléments de redressement de courant, tel que le fond des culots des diodes, peut ainsi transmettre de la chaleur au dissipateur. Dans un mode de réalisation se fond est en contact direct avec le dissipateur. Dans un autre mode de réalisation le fond des éléments de redressement de courant, tel que le fond des culots des diodes, peut servir à l'assemblage du dissipateur par exemple par collage ou brasage.

Dans tous les cas on peut augmenter la puissance de la machine puisque les éléments de redressement de courant sont mieux refroidis. La machine peut travailler dans un environnement à température plus élevée. Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la 20 compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue de face d'un agencement de redressement pour un alternateur de véhicule automobile de l'art antérieur ; 25 - la figure 2 est une vue de face, analogue à la figure 1, d'un agencement de redressement pour un alternateur de véhicule automobile conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 2 ; 30 - la figure 4 est une vue analogue à la figure3 sans le rotor et sans le roulement de la machine électrique tournante ; -la figure 5 est une vue du module du dispositif de redressement de courant de la figure 4 ;15 - la figure 6 est une vue en perspective du module de la figure 5; - la figure 7 est une vue partielle analogue à la figure 4 montrant une partie des moyens de connexion du module 5 respectivement à la masse et à la phase ; - la figure 8 est une schématique d'une partie du circuit électrique du dispositif de redressement. Description d'exemples de réalisation Dans les figures les éléments communs ou similaires seront affectés des mêmes signes de référence.

Dans les figures 2 à 4 la machine électrique tournante représentée est un 15 alternateur polyphasé pour véhicule automobile à ventilation interne par exemple du type de celui décrit dans les documents EP 0515 259 et WO 03/009452 précité, dans lesquels on a remplacé le dispositif de redressement de courant par celui de l'invention moins encombrant axialement et mieux refroidit. 20 L'alternateur représenté à la figure 2 comporte 6 phases et 6 modules de redressement de courant alternatifs en courant continu selon l'invention à raison de un module par phase. Ces modules 100 sont portés, ici à isolation électrique de manière décrite ci-25 après, par le fond 56 (figure 3 et 4) du palier arrière 50 de l'alternateur. Ce palier 50 est ici métallique, de préférence en matière moulable telle que de l'aluminium. Le palier 50 est relié électriquement à la masse. Les modules de redressement de courant appartiennent au dispositif de redressement de courant selon l'invention. 30 L'ensemble dispositif de redressement ûpalier arrière constitue un agencement de redressement de courant. Cet agencement forme un ensemble unitaire manipulable et transportable. 10

8 Le nombre de modules 100 est fonction du nombre de phases.

Ainsi pour un alternateur pour un alternateur triphasé le nombre de module est de trois, pour un alternateur pentaphasé le nombre de modules est de 5.

On peut monter dans l'exemple représenté 1 à 6 modules 100 avec la présence de l'ensemble porte-balais ûrégulateur de tension 14.

Ainsi le dispositif de redressement de courant selon l'invention comporte au moins un module, l'alternateur pouvant être du type monophasé dans un mode de réalisation.

Suivant une caractéristique chaque module 100 comporte une plaque 10 associée à une phase de l'alternateur. Chaque plaque 10 est destinée à être reliée électriquement à la sortie de la phase concernée. La plaque 10 est électriquement et thermiquement conductrice. La plaque 10 est ici métallique et porte les éléments de redressement de 20 courant 94, 93 de la phase concernée. Ces éléments 93, 94 consistent dans ce mode de réalisation en des diodes positive et négative comme à la figure 1. La diode positive 93 est destinée à être reliée électriquement à la borne B+, tandis que la diode négative 94 est destinée à être reliée à la masse ici (figure 3 25 et 4) via le fond 56 du palier arrière 50. L'anode de la diode positive 93 est en contact électrique avec la plaque 10 et il en est de même de la cathode de la diode négative 94 comme mieux visible à la figure 8. Dans cette figure on a représenté que trois phases P1, P2, P3, montées en triangle, du stator de la machine électrique tournante. 30 La machine comporte ici trois autre phases montées en triangle ou en étoile comme décrit dans le document US 4 163 187. Bien entendu la machine peut comporter que trois phases et trois modules de manière précitée.

9 Une pièce électriquement isolante 40 est insérée entre la plaque 10 et le palier 50 (figure 3 et 4). Suivant une caractéristique de ce mode de réalisation la plaque 10 d'un module 100 est prolongée par un dissipateur de chaleur 16 de chaleur qui s'étend vers le centre de la machine, c'est-à-dire globalement transversalement. Ce dissipateur de chaleur 16 est ici métallique en étant par exemple à base aluminium ou de cuivre. Ce dissipateur 16 est solidaire de la plaque 10 et recouvre au moins partiellement une ouverture de passage d'air 51 en sorte que le module 100 est bien refroidit. Dans un mode de réalisation le dissipateur 16 peut s'étendre à cheval sur deux ouvertures 51 et recouvrir partiellement celles-ci. Ici le dissipateur recouvre entièrement une ouverture 51 en sorte qu'il est encore mieux refroidit.

Ces ouvertures 51 ont dans le mode de réalisation de la figure 2 une forme identique. Suivant une caractéristique les éléments de redressement de courant 93, 94, ici des diodes, et le dissipateur 16 s'étendent de part et d'autre de la plaque 10.

Suivant une caractéristique le dissipateur 16 est disposé dans le flux du fluide de refroidissement, ici de l'air. Ce flux est engendré par la rotation d'un ventilateur 57.

Ce ventilateur 57 est mieux visible à la figure 3. Dans cette figure on a représenté par des flèches la circulation de l'air de refroidissement engendré par la rotation du ventilateur 57 doté de pales 570.

On voit dans cette figure en 58 une partie du rotor de l'alternateur. Ce rotor 58 est ici un rotor à griffes en variante un rotor à pôles saillants. Le ventilateur 57 est solidaire de l'extrémité arrière du rotor 58. Ce ventilateur 57 est ici un ventilateur de forte puissance. Ce ventilateur 57 comporte un grand nombre de pales 570 et est ici du type de celui décrit dans le document30

10 WO 2004/106748. Il comporte donc deux ventilateurs élémentaires superposés, chaque ventilateur comportant un flasque doté d'une pluralité de pales 570 réparties de préférence de manière irrégulière pour réduire les bruits. Ce ventilateur 57 est rapporté par exemple par soudage sur l'extrémité arrière du rotor 58 ici à l'aide de plots de soudage appartenant par exemple au flasque du ventilateur élémentaire interne. Le ventilateur élémentaire externe est rapporté sur le ventilateur interne par exemple à l'aide de points de soudage ou de collage. Ces ventilateurs élémentaires sont ici métalliques. Le ventilateur 57 est ici du type centrifuge.

Les pales 570 défilent devant les ouvertures 51 pour aspirer de l'air frais et refoulé l'air à la faveur d'ouvertures de sorties d'air 53 décrites ci-après.

Dans cette figure 3 on voit 61 l'arbre solidaire du rotor 58 et en 59 les bagues collectrices portées par l'extrémité arrière de l'arbre 61. C'est sur ces bagues que frottent, de manière conventionnelle, les balais portés par le porteûbalais relié au régulateur de tension de l'ensemble 14. L'axe X-X constitue l'axe de symétrie axial de l'arbre 61 et celui de la machine. Le dissipateur 16 s'étend transversalement par rapport à cet axe. 20 On voit que le palier arrière 50 est de forme creuse et comporte un fond 56 d'orientation transversale par rapport à l'axe X-X. Ce fond est prolongé à sa périphérie externe par un rebord 55 globalement d'orientation axiale par rapport à l'axe X-X 25 Les ouvertures 51 sont ici des ouvertures d'entrée d'air. Ces ouvertures ont ici une forme globalement trapézoïdale et sont délimitées radialement vers l'intérieur par l'âme 52 cylindrique d'axe confondu avec l'axe X-X. Le fond 56 du palier 50 comporte une partie continue à l'extérieur des ouvertures 51 pour ici montage des plaques 10 des modules 100. 30 La périphérie interne de l'âme 52 délimite l'ouverture centrale du palier 50. Cette ouverture sert au passage de l'extrémité arrière de l'arbre 61. La périphérie interne de l'âme 52 sert également au montage du roulement à billes 60 interposé radialement entre la périphérie externe de l'arbre 61 et la

11 périphérie interne de l'âme 52 pour montage rotatif de l'arbre 61. Une capsule 62 est interposée radialement entre la périphérie interne de l'âme 52 et la périphérie externe du roulement 60 pour absorber les différences de dilatation. Le rebord 55 est doté d'une pluralité d'ouvertures 53 de sortie d'air axialement de forme oblongue. Le nombre d'ouvertures, ici des ouvertures de sortie d'air 53 est de ce mode de réalisation supérieur au nombre d'ouvertures 51 d'entrée d'air. Chaque série d'ouverture 51, 53 comporte un pluralité d'ouverture séparées les unes des autres par des bras respectivement d'orientation radiale pour les ouvertures 51 et d'orientation axiale pour les ouvertures 53, qui en variantes peuvent être inclinées axialement, sachant que les ouvertures 53 affectent ici la périphérie externe du fond 56.

Pour plus de clarté on n'a pas représenté ici le stator et son bobinage pour 15 mieux voir le trajet de l'air.

En variante le rebord 55 est dépourvu d'ouvertures 53 et ,de manière connue, un ventilateur est implanté à l'avant de l'alternateur, le trajet de l'air étant dans ce cas axial. 20 Dans les figures 2 et 3 on n'a pas également représenté le capot de protection recouvrant l'ensemble 14 et le dispositif de redressement de courant à modules 100. Chaque plaque 10 électriquement conductrice est d'orientation axiale par rapport à l'axe X-X comme mieux visible dans les figures 3 et 4. 25 La plaque est en contact indirect avec le fond 56 via sa tranche, avec interposition de l'élément électriquement isolant 40, sachant que le palier 50 est électriquement conducteur et est relié à la masse. Suivant une caractéristique la tranche inférieure 101 (figure 4) de la plaque s'étend ainsi globalement perpendiculairement au fond 56. 30 Cette plaque 10 s'étend donc globalement perpendiculairement par rapport au fond 56 du palier 50 en sorte que comme visible à la figure 6 sa face supérieure 103 porte les éléments de redressement de courant 93, 94 et sa face inférieure

12 102 le dissipateur 16 disposé dans le flux d'air engendré par la rotation du ventilateur 57. Le dissipateur de chaleur 16 comporte une pluralité d'ailettes 18 comme mieux visible à la figure 2. Ces ailettes 18 sont fines. Ici les ailettes 18 sont ici venues de moulage avec une embase 19 que présente le dissipateur 16 de manière adjacente à la face inférieure 102 de la plaque 10. Ce dissipateur 16 a une forme globalement trapézoïdale dont la grande base, constituée par l'embase 19 est adjacente à la plaque 10. Le dissipateur 16 est dans un mode de réalisation monobloc avec la plaque 10. 10 Ce dissipateur est par exemple venu de moulage avec la plaque 10. La plaque 10 et le dissipateur sont par exemple en aluminium. En variante le dissipateur 16 est rapporté à la faveur de son embase 19 sur la plaque 10. Le dissipateur 16 est dans un mode de réalisation solidarisé à la plaque 10 par 15 l'intermédiaire d'au moins un organe de fixation 92, tel qu'une vis, un boulon ou un goujon. Dans le mode de réalisation représenté cela est réalisé à l'aide de trois vis 92 implantées en triangle. En variante l'embase 19 du dissipateur est soudée, brasée ou collée sur la face 20 inférieure de la plaque 10. La colle est thermoconductrice. Dans une autre variante le dissipateur est rapporté par encliquetage sur la plaque. Par exemple l'embase comporte de pattes à crochets, qui traversent chacun une ouverture de la plaque pour venir en prise avec la face supérieure de la plaque. 25 Dans encore une autre variante l'embase 19 du dissipateur est rapportée par sertissage sur la plaque. Dans le mode de réalisation représenté un élément conducteur de chaleur 17 est intercalé entre la plaque 10 et le dissipateur 16. Ici l'élément 17 est intercalé entre la face inférieure 102 de la plaque et la face supérieure de 30 l'embase 19 et est serré à l'aide des organes de fixation 92. L'élément 17 peut consister en de la colle thermoconductrice. En variante l'élément 17 consiste en une feuille de matière plastique thermiquement conductrice appelée pad thermique.

13 D'une manière générale la fonction électrique du module 100 est réalisée à l'aide de la plaque et des éléments de redressement de courant 93, 94 et la fonction de dissipation de chaleur par le dissipateur 16 disposé dans le flux d'air.

Dans les exemples de réalisation décrits le dissipateur n'est pas isolé électriquement par rapport à la plaque 10 porteuse des éléments de redressement de courant 93, 94 et une bonne conduction thermique est réalisée entre les éléments de redressement de courant 93, 94, portés par la plaque 10 également conductrice de chaleur, et le dissipateur 16.

Bien entendu on peut isoler électriquement le dissipateur par rapport à la plaque équipée des éléments 93, 94 tout en ayant une bonne conduction thermique. Ainsi l'élément 17 est dans un mode de réalisation également électriquement isolant.

Cet élément consiste dans un mode de réalisation en de la colle électriquement isolante et thermiquement conductrice. En variante l'élément 17 est un pad thermique, qui est électriquement isolant. Ce pad est par exemple revêtu sur chacune de ses faces d'une couche de colle électriquement isolante et thermiquement conductrice pour sa fixation sur la plaque 10 et l'embase 19. Dans un mode de réalisation ce pad est serré entre l'embase 19 et la face inférieure 102 de la plaque ce serrage étant réalisé par l'intermédiaire d'au moins un organe de fixation 92, tel qu'une vis, un boulon ou un goujon assurant la fixation de la plaque avec l'embase.

Dans ce cas il faut prévoir des canons électriquement isolants du type de ceux visible en 199 à la figure 3. Ce canon comporte une tête en forme de rondelle pour appui de la tête de l'organe de fixation, tel qu'une vis ou un boulon, prolongée par manchon pénétrant dans un trou de passage de la plaque pour isoler électriquement la tige de l'organe de fixation par rapport à la plaque. L'embase comporte alors un trou qui est taraudé lorsque l'organe de fixation 92 est une vis ou lisse lorsque l'organe de fixation est un boulon.

14 Bien entendu on peut inverser les structures la tête de l'organe de fixation étant située du côté de la face inférieure de l'embase , le trou taraudé ou de passage de la tige de l'organe 92 étant réalisé dans la plaque. Cette inversion de structure est applicable dans tous les cas avec ou sans présence de l'élément 17.

En variante on peut serrer et fixer ce pad 17 à l'aide d'agrafes élastique électriquement isolantes prenant appui sur la face supérieure de la plaque 10 et sur la face inférieure de l'embase 19.

Ce mode de fixation est applicable dans tous les cas avec ou sans présence de l'élément 17.

La plaque 10 comporte au moins une protubérance 15 pour sa fixation sur la machine électrique tournante, ici sur le fond 56 du palier 50.

La protubérance s'étend ici en direction opposée au dissipateur 16. Cette protubérance 15 s'étend ici perpendiculairement à la plaque 10. La protubérance 15 consiste en une patte trouée pour le passage d'un organe de fixation 91, ici sous la forme d'une vis. La patte 15 s'étend centralement à partir de la partie basse de la plaque ici globalement de forme rectangulaire.

L'embase 19 à également une forme globalement rectangulaire. La patte 15 s'étend parallèlement au fond 56 du palier 50. La plaque 10 équipée de sa patte 15 est obtenue par exemple par découpe et pliage. Une pièce électriquement isolante 40 est intercalée entre le module 100 et le fond 56 du palier 50. Cette pièce 40 est dotée d'une ouverture 41 de forme identique à celle de l'ouverture 51 associée au module 100. Cette pièce présente une variation d'épaisseur formant une empreinte 42 correspondante à la forme du module 100 pour logement du module et calage de celui-ci.

La pièce 40 comporte donc une empreinte de réception de la patte 15. L'embase 19 et la plaque 10 sont en contact avec la pièce 40 par leur tranche. Cette pièce 40 peut être individuelle en étant associée à chaque module. Ici la pièce 40 est commune à tous les modules 100 comme visible à la figure 2. Elle

15 est donc intercalée également entre l'ensemble 14 et le fond 56 et présente des ouvertures correspondantes à celles du fond 56.

On notera que les organes de fixation 91, tel que des vis, sont isolés électriquement par rapport à la plaque 10. Ainsi on voit en 199 à la figure 3 un canon électriquement isolant permettant d'isoler la vis 91 de la plaque 10. Ce canon présente une tête annulaire pour appui de la tête de la vis 91 vissée dans trou taraudé 150 du fond 56 et un manchon pénétrant dans le trou de passage de la tige de la vis 91 réalisé dans la patte 15 afin d'isoler la tige de la vis de la patte. La tige de la vis traverse la pièce 40 dotée d'une ouverture à cet effet.

Dans un mode de réalisation la ou les pièces 40 sont également thermiquement isolantes lorsque le palier 50 est plus chaud en fonctionnement que le module 100. En variante la ou les pièces 40 sont thermiquement conductrice lorsque le palier est plus froid en fonctionnement que le module 100. Tout dépend de la température atteinte en fonctionnement par le stator, qui en variante peut être porté par une partie intermédiaire du carter de la machine intercalée entre les paliers avant et arrière, ladite partie intermédiaire étant refroidie parcirculation du liquide de refroidissement.

A la lumière de la figure 6 on appréciera la compacité de la solution, les diodes 93, 94 étant implantées chacune entre deux organes de fixation 92, tandis que la patte 15 est suffisamment longue pour éviter toute interférence entre les diodes 93, 94 et l'organe de fixation 91 s'étendant dans un plan perpendiculaire aux diodes 93, 94. On notera que chaque diode 93, 94 présente une queue 96, 97, qui s'étend en direction opposée au dissipateur 16. Ces queues 96, 97 sont ici de longueur identique et s'étendent parallèlement aux ailettes fines 18 comme mieux visible à la figure 6. Ces ailettes 18 s'étendent perpendiculairement à l'embase 19 et ont des longueurs décroissantes aux extrémités de l'embase 19 pour donner au dissipateur une forme globalement trapézoïdale.

16 Ces diodes présentent un culot 98 doté d'un fond 99. Le dissipateur 16 présente des ailettes 18 s'étendant perpendiculairement à la plaque 10 et aux fonds 99 du culot 98 des diodes 93, 94.

Une meilleure évacuation de la chaleur est ainsi réalisée car les fonds 99 participent à l'évacuation de la chaleur en étant en contact avec l'élément 17 thermiquement conducteur ou en variante directement avec le dissipateur 16. Cette chaleur est évacuée par le dissipateur disposé dans le flux d'air.

Ainsi on a une meilleure évacuation de la chaleur en disposant d'un côté de la plaque le dissipateur 16 et de l'autre côté les éléments redresseur de courant.

En outre la solution est plus compacte axialement que celle du document WO 15 03/009452 puisque les queues 96, 97 des diodes 93, 94 sont orientées transversalement vers l'extérieur et non axialement. L'axe de symétrie 95 des queues 96, 97 et des diodes 93, 94 s'étend également perpendiculairement par rapport à la plaque 10 et à l'embase 19. Les axes 95 sont d'orientation transversale par rapport à l'axe X-X. 20 Le culot 98 des diodes est ici moleté pour un emmanchement à force dans l'ouverture associée 198 de la plaque 10, ce type de diode étant appelé diode pressfit . En variante les diodes peuvent être brasées ou collées sur la plaque. 25 Bien entendu l'ouverture 198 en variante est un trou borgne en sorte que les fonds 99 des diodes sont en contact avec la plaque 10 et également avec le dissipateur lorsque celui-ci est d'un seul tenant avec la plaque. En variante l'ouverture 198 peut être prolongée par un trou borgne réalisé dans 30 l'embase 19 du dissipateur 16 comme visible en pointillés en 298 à la figure 5. La partie moletée de la diode s'étend alors dans ce trou borgne 298 et participe à la fixation du dissipateur 16. 10

17 En variante l'ouverture 198 est traversante mais le fond 99 est à distance du dissipateur 16. Toutes les combinaisons sont possibles. Par exemple le culot 98 de la diode s'étend dans un mode de réalisation en saillie par rapport à la face inférieure 102 de la plaque 10 en sorte qu'un espace existe entre l'embase 19 du dissipateur 16 et la plaque 10, les fonds 99 des diodes solidaires de la plaque 10 servant à la fixation, par exemple par collage ou brasage, du dissipateur 16. Grâce à l'espace on obtient un bon refroidissement. Les diodes, solidaires de la plaque peuvent donc servir à la fixation du dissipateur. Bien entendu le pad 17 peut être troué au niveau des fonds des diodes pour contact direct avec l'embase du dissipateur, l'assemblage de la plaque avec l'embase pouvant être réalisé par les moyens précités par exemple par sertissage, encliquetage, agrafage, collage, soudage ou brasage. Toutes les combinaisons sont possibles. Bien entendu les queues 96, 97 des diodes 93, 94 peuvent être de longueur différente pour utiliser les diodes de l'art antérieur. En variante les diodes ne comportent pas de queues.

D'une manière générale les diodes 93, 94 sont mieux refroidies du fait qu'elles sont associées à des ailettes 18 du dissipateur 16 transversalement longues et on réduit l'encombrement axial du fait de l'orientation des diodes.

Ces diodes peuvent être remplacées par des transistors du type MOSFET en sorte que les éléments redresseurs de courant ne sont pas forcément des diodes. Ces éléments comportent dans tous les cas un élément semi conducteur 200, représenté en pointillé à la figure 6, qui s'étend perpendiculairement aux ailettes 18 et parallèlement à la plaque 10.

Ainsi qu'il ressort de la description et des dessins les éléments redresseur de courant sont implantées à la périphérie externe du fond 56 du palier arrière 50, à l'extérieur des ouvertures 51 d'entrée d'air en sorte que ces ouvertures ou

18 ouies du palier arrière sont dégagées et que la longueur radiale des ailettes 18 du dissipateur est transversalement la plus longue possible. Bien entendu, grâce aux pattes 15, la plaque 10 peut être implantée plus bas vers le centre, les ailettes 18 étant alors raccourcies.

La périphérie externe du fond 56 peut comporter une partie inclinée. Le ou les modules 100 sont bien refroidis en sorte que l'agencement de redressement, comportant les modules 100 et le palier 50, peut travailler à des températures plus élevées. La puissance de la machine peut être augmentée du fait du meilleur refroidissement du ou des modules 100. On obtient un très bon équilibre thermique de l'agencement de redressement comportant le palier 50 équipé de plusieurs modules 100, car on utilise des modules 100 standardisés. L'invention permet de supprimer les connecteurs de phase.

Ainsi dans un mode de réalisation la sortie de la phase associée au module 100 concerné est reliée directement à la plaque en étant par exemple fixée par soudage sur la plaque. De même la queue d'une diode négative peut être reliée par une liaison filaire au palier 50 qui est à la masse.

Dans un autre mode de réalisation (figure 7) on tire partie de la tête annulaire 299 du canon 199 pour monter de part et d'autre de cette tête une première rondelle métallique 301 en contact avec la tête de la vis 91 et une deuxième rondelle 302 en contact avec la patte 15 isolée électriquement du fond 56 du palier par la pièce 40.

Les rondelles 301, 302 sont isolées électriquement l'une de l'autre par la tête du canon 199. La première rondelle 301 appartient dans un mode de réalisation à une première liaison électrique 310 de faible longueur (figure 8) reliée à la queue de la diode 97 de la diode négative 94. Cette rondelle 301 est à la masse via la vis 91. La deuxième rondelle 302, en contact avec la patte 15 de la plaque 10, appartient à une deuxième liaison électrique 110 (figure 8) reliée à la phase P1, P2, P3 concernée.

19 La patte 15 et l'organe de fixation 91 ont donc également une fonction de liaison électrique du module 100, respectivement avec la phase et la masse. Comme représenté de manière schématique à la figure 8, la queue 96 de chaque diode positive 93 peut être reliée électriquement à la borne B+ via un élément 320 électriquement conducteur en arc de cercle. Cet élément 320 est solidaire de la borne B+, non représentée par simplicité à la figure 2. Des languettes 321 ou autre liaison rigide, relient électriquement chaque queue 97 à l'élément 320 du type rigide. Bien entendu les languettes 321 et l'élément 320 peut être noyés dans de la matière plastique pour être isolés électriquement en étant dénudés localement aux niveau des queues 97 et de la borne B+.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Ainsi la machine peut être en variante sans balais en sorte que la présence du porte-balais n'est pas obligatoire ce qui peut permettre de monter un septième module. On peut même implanter ailleurs le régulateur de tension et donc monter des modules supplémentaires. Le palier 50 peut être standardisé et recevoir un nombre de modules fonction des applications.

En variante les modules peuvent être portés par le fond du palier avant de la machine. On peut créer un module pour redresser le point neutre lorsque les sorties des phases sont connectées en étoile. La plaque 10, de forme rectangulaire dans les figures, peut avoir une autre forme, de préférence une forme oblongue.

La patte 15 peut être remplacée par des oreilles implantées aux extrémités de la plaque. On peut prévoir de légères inclinaisons. Ainsi la plaque s'étend globalement perpendiculairement au fond 56 et les ailettes 18 s'étendent globalement perpendiculairement à la plaque 10.

Bien entendu, de manière précitée, les diodes ou autres éléments redresseur de courant peuvent servir à la fixation du dissipateur 16 ou participer à la fixation du dissipateur par exemple à l'aide des organes de fixation 92.

20 Les diodes peuvent s'étendre de part et d'autre de la plaque et servir à la fixation du dissipateur. Le dissipateur est accolé à la plaque ou à légère distance de celle-ci. 10

Claims (21)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de redressement de courant pour machine électrique tournante dotée d'ouvertures de passage (51) d'un fluide de refroidissement, notamment pour un alternateur de véhicule automobile à ventilation interne, comportant au moins un module (100) comprenant une plaque (10) portant des élément de redressement de courant (93, 94) d'une phase de la machine, caractérisé en ce que la plaque (10) du module (100) est prolongée par un dissipateur de chaleur (16) solidaire de la plaque et destiné à recouvrir au moins partiellement une ouverture de passage (51) de la machine électrique tournante et en ce que les éléments de redressement de courant (93, 94) et le dissipateur de chaleur s'étendent de part et d'autre de la plaque (10).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dissipateur de chaleur (16) comporte une pluralité d'ailettes (18) s'étendant globalement perpendiculairement à la plaque (10).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ailettes (18) sont fines

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce que le dissipateur (16) a une forme globalement trapézoïdale dont la grande base est adjacente à la plaque (10).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est monobloc avec la plaque (10).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par au moins un organe de fixation (92).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par une colle thermoconductrice.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par sertissage ou encliquetage. 21 22

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par des agrafes.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par soudage ou brasage.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'un élément conducteur de chaleur (17) est intercalé entre la plaque (10) et le dissipateur (16).

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément conducteur de chaleur (17) consiste en une feuille de matière plastique ou en une colle thermoconductrice.

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'élément conducteur de chaleur (17) est électriquement isolant.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dissipateur (16) comporte une embase (19) , en ce que l'élément conducteur de chaleur (17) est intercalé entre l'embase (19) et la plaque (10) et en ce que le dissipateur (16) est solidarisé à la plaque (10) par l'intermédiaire d'au moins un organe de fixation (92) associé à un canon électriquement isolant traversé par la tige de l'organe de fixation et en contact avec la tête de l'organe de fixation.

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque (10) comporte au moins une protubérance (15) pour sa fixation sur la machine électrique tournante.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la protubérance (15) s'étend globalement perpendiculairement à la plaque (10).

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que la protubérance (15) consiste en une patte trouée pour le passage d'un organe de fixation (91).

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque (10) est métallique et en ce que les éléments de redressement de courant (94, 93) consistent en une diode négative (94), dont la cathode est en contact avec la plaque (10) et l'anode est destinée à reliée à la masse, et en une diode positive (93) dont l'anode est en contact avec la plaque (10) et la cathode est destinée à être reliée à la phase concernée de la machine. 23

19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que chaque diode présente une queue (96, 97) s'étendant en direction opposée au dissipateur. (16).

20 Dispositif selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que les diodes présentent un culot (98) doté d'un fond (99) et en ce que le dissipateur (16) présente des ailettes (18) s'étendant perpendiculairement à la plaque (10) et aux fonds (99) du culot (98) des diodes (93, 95).

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 17, caractérisé en ce que la plaque (10) est métallique et en les éléments de redressement de 10 courant consistent en des transistors du type MOSFET. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les élément de redressement de courant participent à la fixation du dissipateur de chaleur et s'étendent en saillie par rapport à la face inférieure (102) de la plaque (10). 15 24. Machine électrique tournante, notamment alternateur de véhicule automobile à ventilation interne, caractérisé en ce qu'elle comporte un palier (50) avec un fond (56) doté d'ouvertures (51) de passage d'un fluide de refroidissement, tel que de l'air, en ce que le fond (56) du palier (50) porte à isolation électrique un dispositif de redressement de courant selon l'une 20 quelconque des revendications précédentes et en ce que le dissipateur de chaleur (16) du module (100) du dispositif de redressement de courant recouvre au moins partiellement une ouverture (51) du palier (50). 25. Machine selon la revendication 24, caractérisé en ce que le dissipateur de chaleur (16) recouvre totalement la dite ouverture. 25 26. Machine selon la revendication 24 ou 25, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins un ventilateur pour engendrer un flux d'air traversant les ouvertures (51) et en ce que le dissipateur (16) du module (100) est disposé dans le flux d'air. 27. Machine selon l'une quelconque des revendication 24 à 26, caractérisé en 30 ce qu'une pièce électriquement isolante (40) est intercalée entre la tranche inférieure (101) de la plaque (10) et le fond (56) du palier (50).24 28. Machine selon l'une quelconque des revendication 24 à 27, caractérisé en ce que la plaque s'étend globalement perpendiculairement au fond (56) du palier (50).