FR3144441A1 - Machine électrique tournante à flux axial - Google Patents
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Abstract
Machine électrique tournante à flux axial
L’invention concerne une machine électrique tournante à flux axial (1) ayant un axe de rotation (X), comprenant :
au moins un rotor (3) pourvu d’un arbre rotatif creux (15),au moins un stator (2) disposé face à face avec ledit au moins un rotor (3),
machine électrique tournante à flux axial caractérisée en ce que l’arbre rotatif creux (15) forme un conduit axial (21) pour la circulation d’un fluide de refroidissement, ledit conduit axial comprenant :
au moins un orifice de sortie de fluide (22) débouchant dans l’enceinte et disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques (10) du stator, et cet orifice de sortie de fluide étant agencé pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements électriques.
Figure pour l’abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne une machine électrique tournante à flux axial, notamment configurée pour participer à la propulsion d’un véhicule électrique.
On connait par la demande de brevet US2021288554 une machine électrique tournante à flux axial, comportant un système de circulation de fluide de refroidissement dans un entrefer entre un stator et un rotor. Il peut être prévu plusieurs canaux d'alimentation en fluide de refroidissement s'étendant à travers l'arbre rotatif et ces canaux sont configurés pour fournir un écoulement de fluide de refroidissement aux entrefers. Un problème lié à cette machine électrique tournante est que, du fait des dimensions extrêmement faibles de ces entrefers, seule une petite partie du fluide de refroidissement peut réellement s’infiltrer pour refroidir le stator et le rotor. La majorité de l'écoulement est susceptible d’être bloquée à l’entrée de ces entrefers.
L’invention vise notamment à améliorer le refroidissement des machines électriques tournantes à flux axial.
L’invention a ainsi pour objet une machine électrique tournante à flux axial ayant un axe de rotation, comprenant :
- au moins un rotor pourvu d’un arbre rotatif creux,
- au moins un stator disposé face à face avec ledit au moins un rotor dans une direction axiale en formant un entrefer, ce stator comprenant :
- une pluralité d’enroulements électriques qui sont inscrits entre un contour radial interne et un contour radial externe,
- une pluralité de dents portant la pluralité d’enroulements électriques,
- une enceinte dans laquelle sont placés le stator et le rotor,
- au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte et disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques du stator, et cet orifice de sortie de fluide étant agencé pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements électriques, et/ou
- au moins un orifice de jonction de fluide agencé pour permettre au fluide de refroidissement de s’écouler du conduit axial vers un conduit transversal du rotor, ledit conduit transversal comprenant au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte, et qui est radialement plus éloigné de l’axe de rotation que ne l’est le contour radial interne des enroulements électriques.
Dans le cas où l’orifice de sortie de fluide débouche dans l’enceinte et est disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques du stator, l’invention permet de refroidir efficacement les enroulements car le fluide de refroidissement peut être projeté en quantité sur ces enroulements.
Dans le cas où l’orifice de sortie de fluide est radialement plus éloigné de l’axe de rotation que ne l’est le contour radial interne des enroulements électriques, l’invention permet de refroidir efficacement les enroulements car le fluide de refroidissement peut être projeté en quantité sur ces enroulements, non seulement sur le contour radial interne mais également en des emplacements plus éloignés de l’axe de rotation.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de fluide formé sur l’arbre rotatif creux présente une direction de projection de fluide qui est perpendiculaire à l’axe de rotation.
Ainsi le jet de fluide de refroidissement quittant l’arbre rotatif creux est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation de sorte à frapper directement les enroulements électriques, pour les refroidir efficacement.
Le stator qui comprend des enroulements électriques est dit de type bobiné.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de fluide formé sur l’arbre rotatif creux est décalé axialement par rapport à l’entrefer entre le stator et le rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial est formé par une paroi cylindrique de l’arbre rotatif creux, et cet orifice de sortie du conduit axial est formé par un trou traversant dans cette paroi cylindrique de l’arbre rotatif creux.
Selon l’un des aspects de l’invention, le trou traversant est perpendiculaire au conduit axial.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial comprend une pluralité d’orifices de sortie de fluide configurés pour passer en face des enroulements électriques du stator lors de la rotation de l’arbre rotatif creux.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces orifices de sortie de fluide sont disposés sur une même ligne circonférentielle de l’arbre rotatif creux.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices de sortie de fluide sont au nombre de deux, trois, quatre ou plus.
En variante, au moins deux orifices de sortie de fluide sont disposés de manière décalée axialement l’un par rapport à l’autre sur l’arbre rotatif creux.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial communique avec le conduit transversal, et l’orifice de sortie de fluide de ce conduit transversal débouche dans un emplacement dans l’enceinte de la machine électrique tournante à flux axial, emplacement qui est à une distance, de l’axe de rotation, supérieure à 10% ou 20% ou 30% du diamètre du contour radial externe du stator.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial communique avec le conduit transversal, et l’orifice de sortie de fluide de ce conduit transversal débouche dans un emplacement dans l’enceinte de la machine électrique tournante à flux axial, emplacement qui est à une distance, de l’axe de rotation, supérieure à la moitié du diamètre du contour radial externe du stator, voire à plus 70% ou 80% ou 90% du diamètre du contour radial externe du stator.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’orifice de sortie de fluide de ce conduit transversal est sur un pourtour radial externe du rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, cet orifice de sortie de fluide est configuré pour diriger le jet de fluide de refroidissement vers une paroi de l’enceinte dans laquelle sont placés le stator et le rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’enceinte est formée par un carter qui loge le stator et le ou les rotors.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal s’étend de manière radiale.
En variante, le conduit transversal s’étend suivant une direction différente d’une direction radiale.
Par exemple, le conduit transversal s’étend suivant un segment de droite qui est oblique par rapport à une direction radiale, ou le conduit transversal accomplit un ou plusieurs virages auquel cas il n’est pas rectiligne.
Selon l’un des aspects de l’invention, le rotor comprend une pluralité de conduits transversaux se raccordant au conduit axial par plusieurs orifices de jonction, de sorte que le rotor soit pourvu d’une pluralité d’orifices de sortie de fluide communiquant avec ces conduits transversaux.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les conduits transversaux comportent chacun un seul orifice de sortie de fluide, à une extrémité de ce conduit transversal.
En variante, le ou les conduits transversaux comportent chacun plusieurs orifices de sortie de fluide, disposés le long de ce conduit transversal, à pas constant entre orifices de sortie de fluide ou à pas variable entre orifices de sortie de fluide.
Selon l’un des aspects de l’invention, le rotor comprend une platine liée à l’arbre rotatif creux, et le conduit transversal est porté par la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est formé dans l’épaisseur de cette platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est formé par un creusement dans l’épaisseur de la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit transversal est une pièce fixée sur la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, cette pièce comprend une tubulure fixée sur la platine.
Selon l’un des aspects de l’invention, la platine porte des aimants.
Selon l’un des aspects de l’invention, la platine comporte des branches entre les aimants et l’une au moins de ces branches comprend le conduit transversal.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces branches sont radiales.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des branches est pourvue d’une pluralité d’orifices de sortie de fluide alimentés par le conduit transversal qui parcourt cette branche.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces orifices de sortie de fluide sont configurés pour refroidir à la fois des aimants portés par la platine et les enroulements électriques du stator.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces orifices présentent différentes orientations du jet de fluide de refroidissement.
Selon l’un des aspects de l’invention, au moins certains de ces orifices de sortie de fluide présentent une direction de projection de fluide de refroidissement qui est parallèle à l’axe de rotation.
Selon l’un des aspects de l’invention, le rotor comprend deux groupes d’aimants s’étendant dans un secteur angulaire du rotor et délimitant entre eux une fente circonférentielle s’étendant entre deux branches voisines de la platine, et l’une de ces branches comprend un orifice de sortie de fluide configuré pour diriger le flux de fluide de refroidissement vers cette fente circonférentielle.
Selon l’un des aspects de l’invention, cet orifice de sortie de fluide présente une direction de projection de fluide de refroidissement qui est dans un plan transversal perpendiculaire à l’axe de rotation.
Ainsi le fluide de refroidissement projeté dans la fente circonférentielle permet de refroidir les aimants.
Selon l’un des aspects de l’invention, la platine comprend un conduit en arc de cercle pourvu d’un ou plusieurs orifices de sortie de fluide, ce conduit en arc de cercle étant relié au conduit transversal.
Selon l’un des aspects de l’invention, les aimants du rotor peuvent être refroidis par projection de fluide de refroidissement.
En variante, le rotor est un rotor bobiné, qui comporte un ou plusieurs enroulements électriques sur le rotor.
Dans ce cas, la machine électrique tournante comporte à la fois des enroulements électriques de stator et des enroulements électriques de rotor. Ces enroulements électriques peuvent être refroidis par projection de fluide de refroidissement.
D’une manière générale, l’invention permet de bien refroidir à la fois les enroulements du stator et, en fonction du type de rotor, les aimants ou les enroulements du rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi de l’enceinte comprend au moins un déflecteur configuré pour orienter le jet de fluide de refroidissement vers les enroulements électriques.
Selon l’un des aspects de l’invention, le déflecteur comprend un épaulement formé sur la paroi de l’enceinte, cet épaulement étant notamment en regard des enroulements électriques.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’épaulement est un relief faisant saillie vers les enroulements électriques.
En variante, le déflecteur comprend une surface concave de concavité dirigée vers l’intérieur de l’enceinte.
Selon l’un des aspects de l’invention, le déflecteur est formé par un renfoncement sur la paroi de l’enceinte.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial comprend :
- au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte et disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques du stator, et cet orifice de sortie de fluide étant agencé pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements, et
- au moins un orifice de jonction de fluide agencé pour permettre au fluide de refroidissement de s’écouler du conduit axial vers un conduit transversal du rotor, ledit conduit transversal comprenant au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte, et qui est radialement plus éloigné de l’axe de rotation que ne l’est le contour radial interne des enroulements électriques.
L’invention permet ainsi de projeter du fluide de refroidissement en différents emplacements du stator, notamment à la fois sur le contour radial interne et sur le contour radial externe des enroulements. Ceci permet un refroidissement efficace du stator.
Selon l’un des aspects de l’invention, la machine électrique tournante à flux axial comprend deux stators et le rotor est interposé axialement entre ces deux stators, et le conduit axial comprend :
- au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte et disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques de l’un des stators, et cet orifice de sortie de fluide étant agencé pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements, et/ou
- au moins un orifice de jonction de fluide agencé pour permettre au fluide de refroidissement de s’écouler du conduit axial vers un conduit transversal du rotor, ledit conduit transversal comprenant au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte, et qui est radialement plus éloigné de l’axe de rotation que ne l’est le contour radial interne des enroulements électriques.
Selon l’un des aspects de l’invention, le conduit axial comprend au moins deux orifices de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte et décalés axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, les orifices de sortie de fluide passent en face des enroulements électriques des stators respectifs, et ces orifices de sortie de fluide étant agencés pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements du stator.
Selon l’un des aspects de l’invention, les orifices de sortie de fluide sont configurés de manière identique pour les deux stators.
Tout ce qui a été décrit plus haut pour le cas d’un seul stator peut être appliqué pour les deux côtés du rotor pour refroidir les deux stators qui sont de part et d’autre du rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’enceinte comporte deux déflecteurs configurés pour orienter le jet de fluide de refroidissement distribué par le rotor, vers les enroulements électriques respectivement des deux stators qui sont de part et d’autre du rotor.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs sont symétriques l’un de l’autre par un plan de symétrie perpendiculaire à l’axe de rotation.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque déflecteur comprend une surface concave de concavité dirigée vers l’intérieur de l’enceinte.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque déflecteur est formé par un renfoncement sur une paroi de l’enceinte.
L’invention s’applique à différentes configurations de machine électrique tournante à flux axial, par exemple du type un rotor/un stator, un rotor/deux stators, deux rotors/un stator, ou deux rotors/deux stators.
Le débit de fluide de refroidissement à travers le ou les orifices de sortie de fluide est généré par la force centrifuge liée à la rotation de l’arbre rotatif creux du rotor. Ainsi le fluide de refroidissement, par exemple de l’huile, est projeté par la mise en rotation de l’arbre rotatif creux du rotor.
En variante, le débit de fluide de refroidissement à travers le ou les orifices de sortie de fluide est généré à l’aide d’une pompe, notamment une pompe externe à la machine électrique tournante.
Dans ce cas, l’arbre rotatif creux du rotor n’est pas obligatoirement en rotation pour projeter le fluide de refroidissement, la pompe remplaçant la force centrifuge.
Le fluide de refroidissement comprend une huile ou tout autre fluide diélectrique. En variante, le fluide de refroidissement peut ne pas être diélectrique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la illustre, schématiquement et partiellement, en section, une machine électrique tournante à flux axial selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en section, une machine électrique tournante à flux axial selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en section, une machine électrique tournante à flux axial selon encore un autre exemple de mise en œuvre de l’invention;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en section, une machine électrique tournante à flux axial selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en section, une machine électrique tournante à flux axial selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, une platine pour une machine électrique tournante à flux axial selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, une platine pour une machine électrique tournante à flux axial selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention ;
- la illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, une platine pour une machine électrique tournante à flux axial selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention.
On a représenté, sur la , une machine électrique tournante à flux axial 1, du type à aimants permanents, d’axe de rotation X, comprenant un stator 2 et un rotor 3.
Dans l’exemple décrit, la machine électrique tournante à flux axial 1 est configurée pour fonctionner en mode moteur et en mode générateur. Il s’agit ici d’une machine électrique tournante synchrone à aimants permanents, pour la propulsion d’un véhicule électrique.
Le rotor 3 comporte une platine 5 portant une pluralité d’aimants permanents 7 de contour sensiblement en secteur de disque.
Le stator 2 comprend :
- une pluralité d’enroulements électriques 10,
- une pluralité de dents 11 portant les enroulements électriques 10,
- un support 12 configuré pour porter la pluralité de dents 11 et ce support multifonction 12 étant muni de conducteurs d’interconnexion électrique, non représentés, agencés pour être connectés aux enroulements électriques 10.
Les enroulements électriques 10 sur les dents 11 forment ensemble un bobinage général du stator, par exemple de type triphasé. Ces enroulements électriques 10 sont réalisés par des spires de fils électriques autour de chaque dent 11.
Chaque dent 11 comprend un empilement radial de tôles en acier électrique à grains orientés.
L’orientation des grains est parallèle à l’axe de rotation.
En variante, chaque dent 11 est réalisée en matériau composite magnétique doux, ou « Soft Magnetic Composite (SMC) » en anglais, notamment obtenu par frittage.
Le rotor 3 est pourvu d’un arbre rotatif creux 15 portés par deux paliers 9.
Le stator 2 est disposé face à face avec le rotor 3 dans une direction axiale selon l’axe de rotation X, en formant un entrefer 16.
Sur le stator 2, les enroulements électriques 10 sont inscrits entre un contour radial interne 17 et un contour radial externe 18.
Le stator 2 et le rotor 3 sont placés une enceinte 19 formée par un carter 20.
L’arbre rotatif creux 15 forme, en son centre, un conduit axial 21, généralement parallèle à l’axe de rotation X, pour la circulation d’un fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement comprend une huile ou tout autre fluide diélectrique.
Le conduit axial 21 comprend deux orifices de sortie de fluide 22 débouchant dans l’enceinte de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux 15, ces orifices de sortie de fluide 22 passent en face des enroulements électriques 10 du stator, et ces orifices de sortie de fluide 22 sont agencés pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements électriques 10.
Les orifices de sortie de fluide 22 peuvent être en nombre différent de 2, étant par exemple de 3, 4, 5 ou plus, et présentent une direction de projection de fluide qui est perpendiculaire à l’axe de rotation X.
Ainsi le jet de fluide de refroidissement quittant l’arbre rotatif creux 15 est sensiblement perpendiculaire à l’axe de rotation X de sorte à frapper directement les enroulements électriques 10, pour les refroidir efficacement.
On peut le constater, les orifices de sortie de fluide 22 sont décalés axialement par rapport à l’entrefer 16 entre le stator 2 et le rotor 3.
Les orifices de sortie 22 du conduit axial 21 sont formés chacun par un trou 23 traversant l’arbre rotatif creux 15.
Les trous 23 sont perpendiculaires au conduit axial 21.
Les orifices de sortie de fluide 22 sont disposés sur une même ligne circonférentielle de l’arbre rotatif creux 15.
Le sens de circulation de fluide de refroidissement est matérialisé par les flèches.
Dans l’exemple de mise en œuvre de l’invention illustré en , l’arbre creux est dépourvu d’orifices de sortie de fluide 22 sur l’arbre lui-même.
L‘arbre rotatif creux 15 comprend un conduit axial 21 qui communique avec plusieurs conduits transversaux 25 via des orifices de jonction 28.
Chaque conduit transversal 25, de direction radiale, débouche sur un orifice de sortie de fluide 26 qui est à un emplacement dans l’enceinte 19, à distance de l’axe de rotation X. Dans l’exemple décrit, les orifices de sortie de fluide 26 sont sur un pourtour radial externe 27 du rotor 3.
Chaque orifice de sortie de fluide 26 est configuré pour diriger le jet de fluide de refroidissement vers une paroi 29 de l’enceinte 19.
Dans l’exemple décrit, les conduits transversaux 25 comportent chacun un seul orifice de sortie de fluide, à une extrémité de ce conduit transversal 25.
Ces conduits transversaux 25 sont formés sur la platine 5 du rotor 3.
La paroi 29 de l’enceinte 19 comprend un déflecteur 30 configuré pour orienter le jet de fluide de refroidissement provenant des orifices de sortie de fluide 26 vers les enroulements électriques 10.
Ce déflecteur 30 comprend un épaulement 31 formé sur la paroi 29 de l’enceinte, cet épaulement 31 étant en regard des enroulements électriques 10.
L’épaulement 31 est un relief faisant saillie vers les enroulements électriques 10.
Les jets (voir flèches) frappent l’épaulement 31 et se trouvent alors orientés vers les enroulements électriques 10.
Une ouverture d’évacuation de fluide 32 est prévue dans la partie inférieure du carter 20.
Dans l’exemple de mise en œuvre de l’invention illustré en , le déflecteur 30 est remplacé par un déflecteur 35 pourvu d’une surface concave 36 de concavité dirigée vers l’intérieur de l’enceinte 19. Cette forme permet de diriger le jet vers les enroulements électriques 10.
Le déflecteur 35 est formé par un renfoncement sur la paroi 29 de l’enceinte 19.
Dans l’exemple de mise en œuvre de l’invention illustré en , les conduits transversaux 25 comportent chacun plusieurs orifices de sortie de fluide 38, disposés le long de ce conduit transversal 25, à pas constant entre orifices de sortie de fluide 38.
Dans l’exemple de mise en œuvre de l’invention illustré en , qui est une combinaison des exemples des figures 2 et 4, les conduits transversaux 25 comportent chacun plusieurs orifices de sortie de fluide 38, disposés le long de ce conduit transversal 25, ainsi que des orifices de sortie de fluide 26 qui sont sur un pourtour radial externe 27 du rotor 3, à l’extrémité de chaque conduit transversal 25.
On a représenté sur la un exemple de platine 5 du rotor 3, portant des aimants 7, platine 5 utilisable dans l’exemple de la .
Les conduits transversaux 25 qui communiquent avec l’arbre rotatif creux 15 (non représenté sur la ) sont formés dans l’épaisseur de cette platine 5. On y voit les orifices de sortie de fluide 26 et 38.
La platine 5 comporte des branches radiales 37 entre les aimants 7, et les conduits transversaux 25 sont réalisés dans l’épaisseur de ces branches 37.
Les orifices de sortie de fluide 38 sont réalisés sur ces branches 37.
Ces orifices de sortie de fluide 38 sont configurés pour refroidir à la fois des aimants 7 portés par la platine 5 et les enroulements électriques 10 du stator.
Ces orifices de sortie de fluide 38 présentent une direction de projection de fluide de refroidissement qui est parallèle à l’axe de rotation X.
On a représenté sur la un autre exemple de platine 45 du rotor 3.
Dans cet exemple, deux groupes d’aimants 46 (radialement interne) et 47 (radialement externe) s’étendent dans un secteur angulaire du rotor et délimitent entre eux une fente circonférentielle 48 s’étendant entre deux branches 49 voisines de la platine 45.
Chaque branche 49 comprend un orifice de sortie de fluide 50 configuré pour diriger le flux de fluide de refroidissement vers cette fente circonférentielle 48.
Cet orifice de sortie de fluide 50 présente une direction de projection de fluide de refroidissement qui est dans un plan transversal perpendiculaire à l’axe de rotation X.
Ainsi le fluide de refroidissement projeté dans la fente circonférentielle 48 permet de refroidir les aimants.
On a représenté sur la un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, dans lequel la machine électrique tournante à flux axial comprend deux stators 2 et le rotor 3 est interposé axialement entre ces deux stators 2.
Dans cet exemple, le conduit axial 60 comprend :
- des orifices de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte et disposés axialement en deux groupes 61 et 62, de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, ces orifices de sortie de fluide passent en face des enroulements électriques respectifs des deux stators 2,
- des conduits transversaux 25 comprenant des orifices de sortie de fluide 26 et 38 à la manière de l’exemple de la
Les orifices de sortie de fluide 38 sont configurés de manière identique pour les deux stators.
Tout ce qui a été décrit plus haut pour le cas d’un seul stator peut être appliqué pour les deux côtés du rotor pour refroidir les deux stators qui sont de part et d’autre du rotor.
Dans l’exemple de la , sont prévus deux déflecteurs 35, côte à côte, pour diviser le jet de fluide de refroidissement provenant du rotor 3 et diriger les jets divisés vers les deux stators 2, de chaque côté du rotor 3.
L’invention s’applique à différentes configurations de machine électrique tournante à flux axial, par exemple du type un rotor/un stator, un rotor/deux stators, deux rotors/un stator, ou deux rotors/deux stators.
Toute autre configuration de machine électrique tournante à flux axial est possible, bien entendu.
Claims (11)
- Machine électrique tournante à flux axial (1) ayant un axe de rotation (X), comprenant :
- au moins un rotor (3) pourvu d’un arbre rotatif creux (15),
- au moins un stator (2) disposé face à face avec ledit au moins un rotor (3) dans une direction axiale en formant un entrefer (16), ce stator comprenant :
- une pluralité d’enroulements électriques (10) qui sont inscrits entre un contour radial interne (17) et un contour radial externe (18),
- une pluralité de dents (11) portant la pluralité d’enroulements électriques (10),
- une enceinte (19) dans laquelle sont placés le stator et le rotor,
- au moins un orifice de sortie de fluide (22) débouchant dans l’enceinte et disposé axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, cet orifice de sortie de fluide passe en face des enroulements électriques (10) du stator, et cet orifice de sortie de fluide étant agencé pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements électriques, et/ou
- au moins un orifice de jonction de fluide (28) agencé pour permettre au fluide de refroidissement de s’écouler du conduit axial vers un conduit transversal (25) du rotor, ledit conduit transversal comprenant au moins un orifice de sortie de fluide (26 ; 38) débouchant dans l’enceinte, et qui est radialement plus éloigné de l’axe de rotation (X) que ne l’est le contour radial interne (17) des enroulements électriques.
- Machine électrique tournante à flux axial selon la revendication précédente, dans laquelle le conduit axial (21) communique avec le conduit transversal (25), et l’orifice de sortie de fluide de ce conduit transversal (25) débouche dans un emplacement dans l’enceinte de la machine électrique tournante à flux axial, emplacement qui est à une distance, de l’axe de rotation, supérieure à 10% ou 20% ou 30% du diamètre du contour radial externe (18) du stator.
- Machine électrique tournante à flux axial selon la revendication précédente, dans laquelle l’orifice de sortie de fluide (26) de ce conduit transversal (25) est sur un pourtour radial externe (27) du rotor.
- Machine électrique tournante à flux axial selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le rotor comprend une pluralité de conduits transversaux (25) se raccordant au conduit axial (21) par plusieurs orifices de jonction (28).
- Machine électrique tournante à flux axial selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le ou les conduits transversaux (25) comportent chacun plusieurs orifices de sortie de fluide (38), disposés le long de ce conduit transversal, à pas constant entre orifices de sortie de fluide (26) ou à pas variable entre orifices de sortie de fluide (26).
- Machine électrique tournante à flux axial selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le rotor comprend une platine (5 ; 45) liée à l’arbre rotatif creux (15), et le conduit transversal est porté par la platine.
- Machine électrique tournante à flux axial selon la revendication précédente, dans laquelle le conduit transversal (25) est formé dans l’épaisseur de cette platine (5 ; 45).
- Machine électrique tournante à flux axial selon la revendication précédente, dans laquelle la platine comporte des branches (49) et l’une au moins de ces branches comprend le conduit transversal (25).
- Machine électrique tournante à flux axial selon la revendication précédente, dans laquelle le rotor comprend deux groupes d’aimants (46, 47) s’étendant dans un secteur angulaire du rotor et délimitant entre eux une fente circonférentielle (48) s’étendant entre deux branches (49) voisines de la platine, et l’une de ces branches comprend un orifice de sortie de fluide (50) configuré pour diriger le flux de fluide de refroidissement vers cette fente circonférentielle.
- Machine électrique tournante à flux axial selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle une paroi de l’enceinte comprend au moins un déflecteur (30 ; 35) configuré pour orienter le jet de fluide de refroidissement vers les enroulements électriques.
- Machine électrique tournante à flux axial selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la machine électrique tournante à flux axial comprend deux stators (2) et le rotor (3) est interposé axialement entre ces deux stators, et le conduit axial comprend :
- au moins deux orifices de sortie de fluide (22) débouchant dans l’enceinte (19) et décalés axialement de sorte que, lors de la rotation de l’arbre rotatif creux, les orifices de sortie de fluide passent en face des enroulements électriques des stators respectifs, et ces orifices de sortie de fluide étant agencés pour diriger le fluide de refroidissement vers ces enroulements du stator, et/ou
- au moins un orifice de jonction de fluide (28) agencé pour permettre au fluide de refroidissement de s’écouler du conduit axial vers un conduit transversal du rotor, ledit conduit transversal comprenant au moins un orifice de sortie de fluide débouchant dans l’enceinte, et qui est radialement plus éloigné de l’axe de rotation que ne l’est le contour radial interne des enroulements électriques.
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|---|---|---|---|
| FR2214191A FR3144441A1 (fr) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | Machine électrique tournante à flux axial |
Applications Claiming Priority (2)
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| FR3144441A1 true FR3144441A1 (fr) | 2024-06-28 |
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ID=86331801
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| FR2214191A Pending FR3144441A1 (fr) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | Machine électrique tournante à flux axial |
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| Country | Link |
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| FR (1) | FR3144441A1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2022-12-22 FR FR2214191A patent/FR3144441A1/fr active Pending
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