FR3088502A1 - Machine electrique tournante munie d'un peigne de guidage de sorties de phases - Google Patents
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Abstract
L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante (10), notamment pour véhicule automobile, comportant: - un connecteur de phases (31) comportant des pattes individuelles de connexion (35), chaque patte individuelle de connexion (35) étant destinée à être connectée à une sortie de phase (23) correspondante, caractérisée en ce que ladite machine électrique tournante (10) comporte en outre au moins un peigne de guidage (41) pour guider des sorties de phases (23) vers les pattes individuelles de connexion (35) du connecteur de phases (31), - ledit peigne de guidage (41) comportant au moins une portion de guidage (42) associée à une sortie de phase (23) et configurée pour incliner angulairement la sortie de phase (23) par rapport à un axe (X) de la machine électrique tournante (10) en direction de la patte individuelle de connexion (35) correspondante.
Description
MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNIE D'UN PEIGNE DE GUIDAGE DE SORTIES DE PHASES
La présente invention porte sur une machine électrique tournante munie d'un peigne de guidage de sorties de phases. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les machines électriques tournantes fonctionnant au moins en mode alternateur.
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. Le stator est monté dans un carter comportant des paliers configurés pour porter à rotation l'arbre par l'intermédiaire de roulements.
Le rotor, par exemple à griffes, comporte deux roues polaires présentant chacune un flasque d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes d'orientation axiale. Les griffes des roues polaires sont imbriquées les unes par rapport aux autres. Un noyau cylindrique est intercalé axialement entre les flasques des roues. Ce noyau porte un bobinage d'excitation permettant de générer les pôles nord et sud du rotor lorsqu'il est parcouru par un courant. Le rotor peut également prendre la forme d'un rotor à aimants permanents.
Par ailleurs, 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 phases. Ces enroulements traversent les encoches du corps du stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps du stator. Ces enroulements de phases présentent des sorties de phases reliées électriquement à un pont redresseur.
Ce pont redresseur comporte un premier ensemble d'éléments redresseurs de polarité positive et un deuxième ensemble d'éléments redresseurs de polarité négative, dont les corps sont respectivement reliés à la masse et à une borne de sortie positive de l'alternateur.
Un connecteur de phases permet de connecter électriquement les sorties de phases des enroulements de phases aux diodes du pont redresseur. A cet effet, comme on peut le voir sur la figure 1, la connexion entre une sortie de phase 1 et une borne de connexion 2 du connecteur peut être effectuée au moyen d'électrodes 3 permettant de réaliser des soudures électriques. Une telle technique de soudage nécessite de disposer de suffisamment d'espace E autour des bornes de connexion 2 pour le positionnement des électrodes
3.
Toutefois, sur certaines configurations de stators, notamment ceux dont les enroulements de phases sont formés chacun à partir d'un fil unique continu, les sorties de phases s'étendent sur un secteur angulaire réduit. L'espace entre deux sorties de phases adjacentes est alors insuffisant pour permettre un soudage au moyen des électrodes.
L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile, comportant:
- un palier muni d'un logement de réception d'un roulement pour le montage en rotation d'un arbre,
- un stator monté dans le palier, ledit stator comportant un corps et un bobinage ayant une pluralité de sorties de phases,
- un connecteur de phases comportant des pattes individuelles de connexion, chaque patte individuelle de connexion étant destinée à être connectée à une sortie de phase correspondante, caractérisée en ce que ladite machine électrique tournante comporte en outre au moins un peigne de guidage pour guider des sorties de phases vers les pattes individuelles de connexion du connecteur de phases,
- ledit peigne de guidage comportant au moins une portion de guidage associée à une sortie de phase et configurée pour incliner angulairement la sortie de phase par rapport à un axe de la machine électrique tournante en direction de la patte individuelle de connexion correspondante.
L'invention permet ainsi, grâce au peigne de guidage, d'écarter angulairement les sorties de phases les unes par rapport aux autres. On dispose ainsi de suffisamment d'espace entre les sorties de phases au niveau du connecteur de phases pour permettre le passage des électrodes afin de réaliser les soudures entre les sorties de phases et les pattes individuelles de connexion.
Selon une réalisation, le peigne de guidage comporte au moins une portion de pré-guidage située dans un prolongement de la portion de guidage et configurée pour guider la sortie de phase vers la portion de guidage.
Selon une réalisation, une portion de pré-guidage présente une extrémité chanfreinée.
Selon une réalisation, la portion de guidage présente un axe décalé angulairement par rapport à un axe d'une coupe transversale de la sortie de phase réalisée en sortie de chignon.
Selon une réalisation, une dimension d'une portion de guidage est plus grande qu'un diamètre de la sortie de phase correspondante.
Selon une réalisation, les sorties de phases s'étendent suivant un secteur angulaire de l'ordre de 70 degrés en sortie de chignon.
Selon une réalisation, les sorties de phases s'étendent suivant un secteur angulaire compris entre 80 et 100 degrés au niveau du connecteur de phases.
Selon une réalisation, le peigne de guidage présente une symétrie par rapport à un plan médian dudit peigne de guidage.
Selon une réalisation, le peigne de guidage est intégré à un obturateur destiné à isoler électriquement un dissipateur thermique par rapport au palier.
Selon une réalisation, l'obturateur comporte des pions d'indexage angulaire par rapport au palier.
Selon une réalisation, l'obturateur comporte au moins un canon isolant destiné à isoler une vis de fixation par rapport à un dissipateur thermique.
Selon une réalisation, le peigne de guidage est intégré à au connecteur de phases.
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 de face d'un dispositif de soudage électrique comportant des électrodes permettant de réaliser une soudure électrique d’une sortie de phase à une borne de connexion d’un connecteur de phases;
La figure 2 représente une vue en perspective partielle de la partie arrière d'un alterno-démarreur selon la présente invention sans le capot de protection;
La figure 3 représente une vue en coupe partielle de la partie arrière d'un alterno-démarreur selon la présente invention;
La figure 4 montre une vue de côté d’un stator ayant des sorties de phases destinées à être connectées à un connecteur de phases;
Les figures 5a et 5b sont des vues en perspective, respectivement de dessus et de dessous, d’un obturateur intégrant un peigne de guidage des sorties de phases selon l’invention;
Les figures 6a à 6c sont des vues illustrant les différentes fonctionnalités du peigne de guidage des sorties de phases selon l’invention;
La figure 7 est une vue en coupe montrant la configuration d’un canon isolant d'un obturateur selon l’invention;
La figure 8 est une vue en perspective d’une variante de réalisation du peigne de guidage selon l’invention intégré dans un connecteur de phases.
Sur les figures 2 à 8, les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
Les figures 2 et 3 représentent une partie arrière d'un alternateur 10 selon l'invention située à l'opposé d'une poulie d'entraînement. Cet alternateur 10 est apte à fonctionner au moins en mode générateur pour fournir une puissance à la batterie du véhicule automobile. Dans le cas d'un alternodémarreur, il pourra également fonctionner en mode moteur pour assurer un démarrage du moteur thermique du véhicule automobile.
Cet alternateur 10 comporte un palier arrière 11 muni d'un logement de réception 12 d'un roulement 13 pour le montage à rotation d'un arbre 15 portant un rotor 16 d'axe X correspondant à l'axe de la machine électrique. Le rotor 16 est par exemple un rotor à griffes portant un bobinage.
Un stator 18 monté dans le palier arrière 11 comporte un corps 17 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 19. Ce bobinage comporte des enroulements de phases formant des chignons 20 faisant saillie de part et d'autre du stator 18, tel que montré sur la figure 4.
Dans le cadre d'un couplage en étoile, les enroulements de phases présentent chacun une première extrémité 21 reliée à un connecteur de neutre 22 pour former au moins un point neutre, notamment deux points neutres dans le cas d'un bobinage de type double triphasés. Ces enroulements de phases présentent chacun une deuxième extrémité 23, dite sortie de phase, reliée électriquement à un pont redresseur 25, tel que montré sur la figure 2.
Ce pont redresseur 25 comporte un premier dissipateur thermique 26, dit dissipateur positif, portant un premier ensemble de diodes 27 de polarité positive, ainsi qu'un deuxième dissipateur thermique 28, dit dissipateur négatif, portant un deuxième ensemble de diodes 27 de polarité négative. Les corps des diodes 27 de polarité positive sont reliés à la borne de sortie positive de l'alternateur 10 via le dissipateur positif 26. Une borne de puissance 29 reliée à une borne positive de la batterie pourra indifféremment être située d'un côté ou de l'autre du dissipateur positif 26 en fonction de la position prévue, dans le véhicule, du câble relié à la batterie. Les corps des diodes 27 de polarité négative sont reliés à la masse de l'alternateur 10 via le dissipateur négatif 28. Les corps des diodes 27 pourront par exemple être emmanchés à force à l'intérieur d'ouvertures de forme correspondante ménagées dans les dissipateurs 26, 28.
En outre, un connecteur de phases 31 permet de connecter électriquement les sorties de phases 23 du bobinage 19 aux diodes 27 du pont redresseur 25. Les dissipateurs thermiques 26, 28 sont positionnés de part et d'autre du connecteur de phases 31. Les diodes 27 des dissipateurs 26, 28 sont montées tête-bêche les unes par rapport aux autres pour faciliter la connexion avec le connecteur de phases 31. Afin d'éviter au maximum réchauffement des diodes 27 de polarité négative, le dissipateur négatif 28 est le plus éloigné axialement du palier arrière 11.
Le connecteur de phases 31, visible en figures 2 et 8, comporte un corps 33 en forme générale de plaque en matériau isolant, surmoulé sur un ensemble de conducteurs 34, notamment des conducteurs plats. Des extrémités de certains conducteurs débordent radialement vers l'extérieur pour former des pattes individuelles de connexion 35. Chaque patte individuelle de connexion 35 est destinée à être connectée à une sortie de phase 23 correspondante. Des extrémités de certains conducteurs s’étendant en saillie par rapport au corps 33 forment des pattes de connexion 36 destinées à être connectées chacune à une queue de diode 27 correspondante. Les composants du pont redresseur 25, à savoir les deux dissipateurs thermiques 26, 28 et le connecteur de phases 31, sont assemblés au moyen d'organes de fixation, par exemple des plots bouterollés, afin de former un ensemble compact.
Un obturateur 38 de forme globalement annulaire est monté entre le palier arrière 11 et le dissipateur positif 26. L'obturateur 38 est destiné à isoler électriquement le dissipateur positif 26 par rapport palier arrière 11. L'obturateur 38 coopère avec un capot de protection 39 de manière à éviter une recirculation, vers l'intérieur de la machine électrique 10, d’un flux d'air chaud sortant de la machine 10.
Comme on peut le voir sur les figures 2, 5a, et 5b, l'obturateur 38 intègre un peigne de guidage 41 des sorties de phases 23 vers les pattes individuelles de connexion 35 du connecteur de phases 31.
Plus précisément, le peigne de guidage 41 comporte des portions de guidage 42 associées chacune à une sortie de phase 23. Au moins une des portions de guidage 42 est configurée pour incliner angulairement une sortie de phase 23 par rapport à l'axe X de la machine électrique 10 en direction de la patte de connexion 35 correspondante. Une sortie de phase 23 forme ainsi un angle non nul par rapport à l'axe X après passage dans une portion de guidage 42. A cet effet, comme cela est illustré par la figure 6b, la portion de guidage 42 présente un axe X1 décalé angulairement par rapport à un axe vertical X2 de la coupe transversale de la sortie de phase 23 réalisée en sortie de chignon 20. Par sortie de chignon, on entend le fait que la coupe est effectuée suivant un plan radial P passant par une extrémité du chignon 20 le plus proche de la sortie de phase 23 (cf. figure 4).
Les portions de guidage 42 sont constituées par des encoches ouvertes radialement à leur périphérie externe. Deux portions de guidage 42 successives sont séparées par un bras 44 du peigne 41, de sorte qu'il existe une alternance de portions de guidage 42 et de bras 44 suivant la longueur du peigne 41. Une dimension circonférentielle D d'une portion de guidage 42 est plus grande qu'un diamètre de la sortie de phase 23 correspondante. Les bras 44 pourront présenter des largeurs circonférentielles différentes les uns par rapport aux autres.
Le peigne de guidage 41 permet d'augmenter l'écartement des sorties de phases 23 les unes par rapport aux autres afin de faciliter leur connexion sur les pattes de connexion 35 du connecteur de phases 31. Les sorties de phases 23 s'étendent ainsi suivant un secteur angulaire S1 de l'ordre de 70 degrés en sortie de chignon 20 et sur un secteur angulaire S2 compris entre 80 et 100 degrés au niveau du connecteur de phases 31, tel que montré sur la figure 4.
Avantageusement, le peigne de guidage 41 comporte des portions de préguidage 46 situées chacune dans un prolongement d'une portion de guidage 42. Une portion de pré-guidage 46 est configurée pour guider une sortie de phase 23 vers une portion de guidage 42 correspondante. Une portion de pré-guidage 46 présente de préférence une extrémité chanfreinée ouverte en direction des sorties de phase 23. Le peigne de guidage 41 pourra présenter une symétrie par rapport à un plan médian P' dudit peigne de guidage 41 (cf. figure 2).
Comme cela est illustré par la figure 6a, les portions de pré-guidage 46 facilitent l’insertion des sorties de phases 23 lors du montage du pont redresseur 25.
Comme cela est illustré par la figure 6b, les portions de guidage 42 modifient l’orientation d'au moins certaines sorties de phases 23 durant la descente du pont redresseur 25, de façon à les centrer chacune par rapport à leur patte de connexion 35 correspondante.
Comme cela est illustré par la figure 6c, une sortie de phase 23 est alors bloquée, par un phénomène d'arc-boutement, via deux points de contact A1, A2 situés dans une portion de guidage 42 correspondante. On pourra ensuite procéder à la soudure électrique de chaque sortie de phase 23 sur un bossage ménagé dans une patte de connexion 35 correspondante.
L'obturateur 38 pourra comporter également une bouche isolante 48 définissant une ouverture traversante dans laquelle passent les sorties de phases 23, tel que montré sur les figures 2 et 5b. La bouche isolante 48 comporte des parois s'étendant entre les sorties de phases 23 et le palier arrière 11, afin d'isoler électriquement les sorties de phases 23 par rapport au palier 11.
Par ailleurs, l'obturateur 38 comporte des pions 50 d'indexage angulaire par rapport au palier 11 pour garantir un positionnement correct des sorties de phases 23 par rapport aux pattes individuelles de connexion 35. Ces pions 50 d'indexage 50 sont destinés à s’insérer dans des ouvertures de forme correspondante ménagées dans le corps de stator 18.
Comme on peut le voir sur les figures 5a, 5b, et 7, l'obturateur 38 comporte en outre des canons isolants 51 destinés à isoler chacun une vis de fixation 52 par rapport au dissipateur positif 26. En effet, une vis 52 assure la fixation de l'ensemble formé par le pont 25 et l'obturateur 38 sur le palier 11. A cet effet, la vis 52 passe à travers des ouvertures en coïncidence ménagées respectivement dans les dissipateurs 26, 28, le connecteur de phase 31, et l'obturateur 38. Un canon isolant 51 comporte une paroi s'étendant entre la vis 52 et le dissipateur positif 26. On évite ainsi un éventuel court-circuit entre le dissipateur positif 26 et la vis 52 connectée à la masse via le palier 11.
En variante, comme cela est illustré sur la figure 8, le peigne de guidage 41 pourra être intégré au connecteur de phases 31. Le peigne de guidage 41 est en l'occurrence issu d'une périphérie externe du connecteur de phases 31. Le peigne de guidage 41 est disposé dans la zone du connecteur de phases 31 comportant les pattes individuelles de connexion 35.
Comme on peut le voir sur la figure 3, le capot de protection 39 coiffe le pont redresseur 25 ainsi qu'un élément référencé 53 comportant un porte-balais ainsi qu'un régulateur de la tension appliquée au bobinage rotorique. Cet élément 53 présente globalement une forme en T facilitant son intégration.
La machine électrique 10 comporte un ventilateur 54 solidaire du rotor 16 pour générer un flux d'air et des ouïes 55 réalisées respectivement dans le capot 39 et le palier 11 afin d'autoriser la circulation du flux d'air à l'intérieur de la machine électrique 10. L'obturateur 38 empêche la recirculation, vers l'intérieur de la machine, du flux d'air chaud sortant pour évacuer les calories des composants internes.
La configuration du pont redresseur 25 et du peigne de guidage 41 des sorties de phases 23 qui vient d'être décrite peut de façon générale être mise en œuvre dans tout type d'alternateur 10 comportant notamment un rotor 16 à griffes ou à pôles saillants, dans tout type d'alterno-démarreur et plus généralement dans tout type de machine électrique tournante.
En variante, les diodes 27 pourront être remplacées par des transistors de puissance par exemple de type MOS.
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 (12)
- REVENDICATIONS1. Machine électrique tournante (10), notamment pour véhicule automobile, comportant:- un palier (11) muni d'un logement de réception (12) d'un roulement (13) pour le montage en rotation d'un arbre (15),- un stator (18) monté dans le palier (11), ledit stator (18) comportant un corps (17) et un bobinage (19) ayant une pluralité de sorties de phases (23),- un connecteur de phases (31) comportant des pattes individuelles de connexion (35), chaque patte individuelle de connexion (35) étant destinée à être connectée à une sortie de phase (23) correspondante, caractérisée en ce que ladite machine électrique tournante (10) comporte en outre au moins un peigne de guidage (41) pour guider des sorties de phases (23) vers les pattes individuelles de connexion (35) du connecteur de phases (31 ),- ledit peigne de guidage (41) comportant au moins une portion de guidage (42) associée à une sortie de phase (23) et configurée pour incliner angulairement la sortie de phase (23) par rapport à un axe (X) de la machine électrique tournante (10) en direction de la patte individuelle de connexion (35) correspondante.
- 2. Machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le peigne de guidage (41) comporte au moins une portion de préguidage (46) située dans un prolongement de la portion de guidage (42) et configurée pour guider la sortie de phase (23) vers la portion de guidage (42).
- 3. Machine électrique tournante selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une portion de pré-guidage (46) présente une extrémité chanfreinée.
- 4. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la portion de guidage (42) présente un axe (X1) décalé angulairement par rapport à un axe (X2) d'une coupe transversale de la sortie de phase (23) réalisée en sortie de chignon (20).
- 5. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une dimension (D) d'une portion de guidage (42) est plus grande qu'un diamètre de la sortie de phase (23) correspondante.
- 6. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les sorties de phases (23) s'étendent suivant un secteur angulaire (S1) de l'ordre de 70 degrés en sortie de chignon (20).
- 7. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les sorties de phases (23) s'étendent suivant un secteur angulaire (S2) compris entre 80 et 100 degrés au niveau du connecteur de phases (31).
- 8. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le peigne de guidage (41) présente une symétrie par rapport à un plan médian (P1) dudit peigne de guidage (41).
- 9. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le peigne de guidage (41) est intégré à un obturateur (38) destiné à isoler électriquement un dissipateur thermique (26) par rapport au palier (11 ).
- 10. Machine électrique tournante selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'obturateur (38) comporte des pions (50) d'indexage angulaire par rapport au palier (11 ).
- 11. Machine électrique tournante selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que l'obturateur (38) comporte au moins un canon isolant (51) destiné à isoler une vis de fixation (52) par rapport à un dissipateur thermique (26).
- 12. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le peigne de guidage (41) est intégré au connecteur de phases (31).
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- 2018-11-08 FR FR1860301A patent/FR3088502B1/fr active Active
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| FR3039017A1 (fr) * | 2015-07-16 | 2017-01-20 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante pour vehicule automobile |
| EP3280034A1 (fr) * | 2016-08-01 | 2018-02-07 | Valeo Equipements Electriques Moteur | Machine electrique tournante munie d'un interconnecteur dote de bequilles d'appui |
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| FR3088502B1 (fr) | 2022-07-22 |
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